Abdullah Bade, Puteri Suhaiza, NurIlyana, Zahid, dari Jabatan Grafik Multimedia,
. Fakulti Sains ..... Sebagai contoh model data GISER digunakan dalam Sistem.
ABSTRACT
In general, Geographical Information System (GIS) has four main components, namely data input, data model, data analysis and manipulation, and data presentation. These components are vital in order to make a GIS fully functional. This report is centered upon the research activities of selecting, synthesis, designing and implementing the data model components. The primary research issue is to develop a data model that have the capability of storing and managing changes in geographic features. A new perspective approach on the current data modeling is proposed in order to alleviate the current issue plaguing the GIS data management. In developing this new perspective, the feature based approach and system cube method are synthesized to produce a new data model. Consequently, the combination of these approaches resulted in the design of Double Cube Data Model, which integrates temporal information of geographic features. The Double Cube Data Model has been implemented using relational database system. After extensive testing, the Double Cube Data Model performed admirably in managing the dynamic changes of geographic features. In conclusion, temporal information is the prime importance in managing geographic data. In this report, the researcher has proved that temporal information can be integrated into a single GIS data model.
ABSTRAK
Secara amnya, Sistem Maklumat Geografi (GIS) mempunyai empat komponen utama iaitu input data, model data, analisis dan manipulasi data, dan persembahan data. Komponen tersebut sangat penting untuk memastikan GIS berfungsi dengan sempurna. Laporan ini membincangkan aktiviti penyelidikan seperti pemilihan kaedah, sintesis, rekabentuk dan implimentasi model data. Isu utama yang menjadi topik penyelidikan adalah untuk membina satu model data yang mempunyai kebolehan untuk menyimpan dan menguruskan perubahan terhadap ciri-ciri geografi. Satu perspektif baru dalam pendekatan model data telah dicadangkan untuk menyelesaikan isu pengurusan perubahan ciri-ciri geografi dalam GIS. Dalam membangunkan satu perspektif baru tersebut, kaedah permodelan data berdasarkan ciri-ciri geografi dan kaedah kiub sistem diintegrasikan untuk menghasilkan satu model data baru. Model data tersebut dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub, yang mana model ini mengambil kira unsur masa. Model Data Dua Kiub ini diimplimentasi dengan menggunakan model pangkalan data hubungan untuk menguji keupayaannya. Daripada proses pengujian yang dilakukan, Model Data Dua Kiub mempunyai keupayaan dalam menguruskan perubahan ciri-ciri geografi yang dinamik. Sebagai kesimpulan, unsur masa adalah penting dalam pengurusan data geografi. Dalam laporan ini, para penyelidik telah membuktikan unsur masa boleh diintegrasikan dalam satu rekabentuk model data.
i
VOT 72192
SPATIAL AND NON-SPATIAL DATABASES ENHANCEMENT FOR HYDROLOGICAL INFORMATION SYSTEM (HIS) (PENINGKATAN PANGKALAN DATA RUANG DAN BUKAN RUANG BAGI SISTEM MAKLUMAT HIDROLOGI)
DAUT BIN DAMAN HARIHODIN BIN SELAMAT MOHD SHAFRY BIN MOHD RAHIM
RESEARCH VOTE NO: 72192
Jabatan Grafik Dan MultiMedia Fakulti Sains Komputer Dan Sistem Maklumat Universiti Teknologi Malaysia
2002
ii
“Kami akui karya ini adalah hasil kerja kami sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang tiap-tiap satunya jelaskan sumbernya”
Tandatangan
:______________________________
Nama Ketua Penyelidik:__PROF MADYA DAUT DAMAN_ Tarikh
:__2.2.2002_____________________
Tandatangan
:________________________________________
Nama Penyelidik I
:__PROF MADYA DR HARIHODIN SELAMAT
Tarikh
:__2.2.2002_______________________________
Tandatangan
:________________________________________
Nama Penyelidik II
:__MOHD SHAFRY MOHD RAHIM__________
Tarikh
:__2.2.2002_______________________________
iii
PENGHARGAAN
Setinggi-tinggi kesyukuran ke hadrat Ilahi dengan izinnya dapat saya siapkan penyelidikan dan penulisan tesis ini. Selawat dan salam ke atas junjungan besar Nabi Muhammad S.A.W, keluarga serta sahabatNya.
Jutaan penghargaan kepada Bahagian Hidrologi, Jabatan Pengairan Dan Saliran Km 7, Jalan Ampang, kerana penglibatan dari peringkat awal penyelidikan sehingga akhir penyelidikan telah memberi kerjasamadari sudut keperluan, bantuan teknikal dan pebincangan.
Terima kasih juga kepada rakan-rakan, Nik Isrozaidi Nik Ismail, Tuty Asmawaty Binti Abdul Kadir, Professor Madya Sarudin bin Kari, Norazam Sharif, Abdullah Bade, Puteri Suhaiza, NurIlyana, Zahid, dari Jabatan Grafik Multimedia, Fakulti Sains Komputer dan Sistem Maklumat, Dr Ibrahim Busu, dari Fakulti Geoinformasi, serta sahabat dari Jabatan Ukur Dan Pemetaan Malaysia, Mohd Bukhori Raghali, atas sumbangan maklumat dan idea dalam menjalankan penyelidikan.
Terima kasih juga kepada sesiapa yang terlibat secara lansung dan tidak lansung membantu penyelidikan ini.
Semoga Allah Meredhai kita semua.
iv
ABSTRAK
Secara amnya, Sistem Maklumat Geografi (GIS) mempunyai empat komponen utama iaitu input data, model data, analisis dan manipulasi data, dan persembahan data. Komponen tersebut sangat penting untuk memastikan GIS berfungsi dengan sempurna. Laporan ini membincangkan aktiviti penyelidikan seperti pemilihan kaedah, sintesis, rekabentuk dan implimentasi model data. Isu utama yang menjadi topik penyelidikan adalah untuk membina satu model data yang mempunyai kebolehan untuk menyimpan dan menguruskan perubahan terhadap ciri-ciri geografi. Satu perspektif baru dalam pendekatan model data telah dicadangkan untuk menyelesaikan isu pengurusan perubahan ciri-ciri geografi dalam GIS. Dalam membangunkan satu perspektif baru tersebut, kaedah permodelan data berdasarkan ciri-ciri geografi dan kaedah kiub sistem diintegrasikan untuk menghasilkan satu model data baru. Model data tersebut dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub, yang mana model ini mengambil kira unsur masa. Model Data Dua Kiub ini diimplimentasi dengan menggunakan model pangkalan data hubungan untuk menguji keupayaannya. Daripada proses pengujian yang dilakukan, Model Data Dua Kiub mempunyai keupayaan dalam menguruskan perubahan ciri-ciri geografi yang dinamik. Sebagai kesimpulan, unsur masa adalah penting dalam pengurusan data geografi. Dalam laporan ini, para penyelidik telah membuktikan unsur masa boleh diintegrasikan dalam satu rekabentuk model data.
v
ABSTRACT
In general, Geographical Information System (GIS) has four main components, namely data input, data model, data analysis and manipulation, and data presentation. These components are vital in order to make a GIS fully functional. This report is centered upon the research activities of selecting, synthesis, designing and implementing the data model components. The primary research issue is to develop a data model that have the capability of storing and managing changes in geographic features. A new perspective approach on the current data modeling is proposed in order to alleviate the current issue plaguing the GIS data management. In developing this new perspective, the feature based approach and system cube method are synthesized to produce a new data model. Consequently, the combination of these approaches resulted in the design of Double Cube Data Model, which integrates temporal information of geographic features. The Double Cube Data Model has been implemented using relational database system. After extensive testing, the Double Cube Data Model performed admirably in managing the dynamic changes of geographic features. In conclusion, temporal information is the prime importance in managing geographic data. In this report, the researcher has proved that temporal information can be integrated into a single GIS data model.
vi
KANDUNGAN
BAB
I
PERKARA
MUKA SURAT
PENGAKUAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
KANDUNGAN
vi
SENARAI JADUAL
x
SENARAI RAJAH
xi
SENARAI SINGKATAN
xiv
SENARAI ISTILAH
xv
SENARAI LAMPIRAN
xvi
PENGENALAN
1
1.1
Pendahuluan
1
1.2
Latar Belakang Masalah Penyelidikan
4
1.3
Penyataan Masalah Penyelidikan
8
1.4
Matlamat Penyelidikan
8
1.5
Objektif Penyelidikan
9
1.6
Skop Penyelidikan
9
1.7
Kepentingan Penyelidikan
10
1.8
Sumbangan Ilmiah
11
1.9
Struktur Laporan
12
vii
II
KAJIAN LITERASI
14
2.1
Pendahuluan
14
2.2
Data Geografi
15
2.3
Masa Dalam Data Geografi
16
2.4
Permodelan Data Geografi
17
2.4.1
Model Data Berdasarkan Objek
17
2.4.2
Model Data Berdasarkan Ruang
18
2.4.3
Model Data Berdasarkan Ciri-Ciri
20
Geografi 2.4.4
Model Data Berdasarkan Arah
22
2.4.5
Perbincangan Dan Perbandingan Antara
23
Model 2.5
2.6
Model Pangkalan Data
26
2.5.1
Perkembangan Model Pangkalan Data
27
2.5.2
Perbincangan Dan Perbandingan
29
Koleksi Model Data Sistem Maklumat Geografi
31
2.6.1
TLDM (1999)
31
2.6.2
Model Data GISER (1997)
32
2.6.3
Model Data SAND (1997)
33
2.6.4
Model Data IGMX
33
2.6.5
Model Data GODOT
34
2.6.6
Model Data MHIS
35
2.6.7
Model Data Berdasarkan Peristiwa
36
(1998) 2.7
III
Kesimpulan
38
METODOLOGI PENYELIDIKAN
40
3.1
Pendahuluan
40
3.2
Peningkatan Model Berasaskan Ciri-Ciri Geografi
42
3.3
Sistem Kiub
44
viii
3.4
Integrasi Model Berasaskan Ciri-Ciri Geografi
45
dan Sistem Kiub 3.5
Model Pangkalan Data Hubungan
47
3.6
Pendekatan Persembahan Berasaskan Lapisan
47
(Layer Based Approach)
IV
V
REKABENTUK MODEL DATA
49
4.1
Pendahuluan
49
4.2
Rekabentuk Model Data Dua Kiub
50
4.3
Komponen Model Data Dua Kiub
54
4.4
Rekabentuk Pangkalan Data
55
4.5
Perbincangan Model Data Dua Kiub
57
IMPLIMENTASI DAN HASIL PENYELIDIKAN
59
5.1
Pendahuluan
59
5.2
Implimentasi Model Data
60
5.2.1
Senarai Entiti
60
5.2.2
Senibina Fizikal Bagi Pangkalan Data
62
5.3
Sistem Pengurusan Data
64
5.3.1
Proses Kemasukan Data
65
5.3.2
Proses Capaian Data
67
5.3.2.1
68
Persembahan Bergrafik (Peta 2D)
5.3.2.2
Data Integrasi Antara Data
69
Ruang dan Bukan Ruang 5.3.2.3
Data Analisis Masa
71
5.3.3
Persembahan Data Bergrafik (Peta 2D)
74
5.3.4
Analisis Data Ruang
76
5.3.4.1
76
Proses Carian
ix
5.3.4.2
Proses Pengiraan Jarak,
79
Luas dan Parameter Data Ruang 5.4 Pengujian Model Data dan Pangkalan Data
82
5.4.1
Pemaparan Data Bergeografi (Peta 2D)
83
5.4.2
Integrasi Data Ruang dan Data Bukan
87
Ruang 5.4.3
VI
Persembahan Data Mengikut Sela Masa
88
5.5 Kesimpulan
90
PERBINCANGAN DAN KESIMPULAN
91
6.1
Pendahuluan
91
6.2
Perbandingan Hasil Pengujian Model Data Dua
92
Kiub 6.2.1
MHIS
92
6.2.2
TLDM
95
6.3
Perbandingan Keseluruhan Model Data
96
6.4
Isu-Isu Implimentasi Model Data Dua Kiub
97
6.4.1
Penggunaan Data Vektor
97
6.4.2
Integrasi Data Ruang dan Bukan
99
Ruang 6.4.3
Masa Dalam Model Data Dua Kiub
100
6.5
Kerja-Kerja Penambahbaikan di Masa Hadapan
101
6.6
Kesimpulan
102
BIBLIOGRAFI
103
LAMPIRAN
108
x
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL
2.1
TAJUK
Ringkasan Perbezaan dan Persamaan
MUKA SURAT
24
antara Kaedah Permodelan Data Geografi 2.2
Rumusan Model Pangkalan Data
29
5.1
Senarai Entiti
61
5.2
Masa Proses Pengeluaran Data dan
86
Persembahan Data 6.1
Perbezaan Kadar Masa Capaian Antara
94
Model Data Dua Kiub dan Model Data MHIS 6.2
Ringkasan Perbandingan Antara Model
98
Data dengan Model Data Lain 6.3
Kedudukan Data Vektor dalam Jadual Entiti
99
xi
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH
TAJUK
MUKA SURAT
1.1
Hubungan Masa, Lokasi, Attribut
5
2.1
Rangka Ruang Kerja
19
2.2
Takrifan Bagi Ciri-ciri Geografi
21
2.3
Asas Kepada Kaedah Permodelan
23
Berdasarkan Arah 2.4
Perkembangan Model Pangkalan Data
28
2.5
Rekabentuk Model Data GISER [30]
32
2.6
Objek Utama Dalam Model Data
34
IGMX [49] 2.7
Tiga Katogeri Model Data GODOT
35
[12] 2.8
Gambaran Logikal Sistem Kiub [1]
36
2.9
Konsep Model Data Berdasarkan
38
Peristiwa [41] 3.1
Rekabentuk Metodologi Kajian
41
3.2
Kaedah Permodelan Berdasarkan Ciri-
43
Ciri Geografi 3.3
Sistem kiub yang digunakan
44
3.4
Integrasi Antara Kaedah Permodelan
46
Berdasarkan Ciri-Ciri Geografi dengan Sistem Kiub
xii
3.5
Terjemahan Sistem Kiub kepada
47
Bentuk Jadual 4.1
Konsep Model Data Dua Kiub
50
4.2
Integrasi Antara Data Ruang dan Data
52
Bukan Ruang 4.3
Proses Pengujian Perubahan Data
53
4.4
Rekabentuk Fizikal Model Data Dua
55
Kiub 4.5
Gabungan Dua Kiub menjadi Satu Kiub
57
5.1
Rekabentuk Fizikal Pangkalan Data
63
5.2
Modul Sistem Pengurusan Data
64
5.3
Proses Penukaran Format Data
65
5.4
Antaramuka Bergrafik Proses
66
Kemasukan Data. 5.5
Antaramuka Bergrafik Proses
67
Kemasukan Data Jujukan Masa. 5.6
Proses Integrasi antara Data Ruang dan
69
Data Bukan Ruang 5.7
Proses Capaian Data untuk Pengujian
72
Masa 5.8
Hasil Proses Pencarian Ciri-Ciri
77
Geografi 5.9
Antaramuka Proses Pencarian Objek
78
Dalam Ruang Segi Empat 5.10
Hasil Proses Pencarian Menggunakan
79
Segiempat 5.11
Pengiraan Jarak Antara Dua Titik
81
5.12
Lapisan Sungai Negeri Johor
83
xiii
5.13
Lapisan Jalan Keretapi Negeri Johor
84
5.14
Lapisan Stesen-Stesen Hidrologi
84
Negeri Johor 5.15
Lapisan Jalan Utama Negeri Johor
85
5.16
Lapisan Gabungan Semua Lapisan
85
5.17
Hasil Proses Integrasi Data Ruang dan
87
Data Bukan Ruang 5.18
Perubahan Data Ruang bagi Jalan
88
Raya Muar-Mersing 5.19
Hasil daripada Proses Pengujian
89
Terhadap Analisis Masa 6.1
Perbezaan Hasil Perembahan Antara
93
MHIS dan Aplikasi Yang Dibangunkan 6.2
Pertindihan Sempadan Data Ruang
96
6.3
Konflik Hubungan dalam Sistem
97
Pangkalan Data
xiv
SENARAI SINGKATAN
GIS
Sistem Maklumat Geografi
GISER
Geographic Information System Entity Relational
GODOT
Geographic Data Management With Object Oriented Technique
JUPEM
Jabatan Ukur Dan Pemetaan Malaysia
MHIS
Malaysian Hydrological Information System
SAND
Spatial and Non-Spatial Database
TLDM
Three Level Data Model
xv
SENARAI ISTILAH
Data Ruang
Spatial Data
Data Bukan Ruang
Non-Spatial Data
Pemodelan Data Berdasarkan Ruang
Field Based
Permodelan Data Berdasarkan Ciri-ciri
Features Based
Geografi Permodelan Data Berdasarkan Arah
Directional Based
Permodelan Data Berdasarkan Objek
Object Based
Lapisan
Layer
Kiub Sistem
System Cube
Pangkalan Data Hubungan
Relational Database
Sela Masa
Time Series
xvi
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN A
TAJUK Kamus Pangkalan Data Bagi Implimentasi
MUKA SURAT 108
Model Data Dua Kiub B
Penyataan SQL
118
C
Senarai Kertas Kerja Peringkat Kebangsaan
125
dan International
1
BAB I
PENGENALAN
1.1
Pendahuluan Sistem Maklumat Geografi(GIS) merupakan sistem yang menguruskan
maklumat tentang ciri-ciri geografi yang terdapat di permukaan muka bumi, di dalam bumi dan di atas bumi. Maklumat tentang ciri-ciri geografi yang dimaksudkan adalah satu skop yang menyeluruh. Ciri-ciri ini meliputi proses semula jadi alam semesta sama ada makhluk yang bernyawa dan tidak bernyawa. Perkembangan GIS telah bermula sejak daripada awal tahun 60-an. Perkembangan ini bermula dengan desakan manusia yang semakin hari semakin mahukan kemajuan dan mencari teknologi yang boleh membantu memudahkan pengurusan alam yang lebih baik dan berkesan. Dengan lebih tepat perkembangan ini bermula apabila berlaku perkembangan teknologi maklumat yang pesat. Pelbagai penemuan telah diperolehi hasil daripada penyelidikan yang dilakukan terhadap GIS yang seterusnya membawa kepada kemantapan sistem tersebut. Namun begitu, masih terdapat lagi penyelidikan yang perlu dijalankan bagi memenuhi kehendak pengguna dalam menganalisis alam dan kehidupan.
2
Kegunaan GIS adalah menyeluruh. Pada kebiasaannya, ia digunakan dalam bidang pertanian, bidang hidrologi, bidang ukur tanah, bidang pemetaan, bidang pengurusan sumber asli dan bidang-bidang yang berkaitan dengan pengurusan alam. Selain daripada itu, ia juga digunakan dalam pembangunan perniagaan, pengurusan pengangkutan serta pengurusan sosial dan politik. Sebagai contoh penggunaan GIS adalah dalam analisis kesihatan dan kemiskinan Dalam membangunkan GIS, terdapat empat perkara yang perlu diambilkira dari sudut sains komputer iaitu input data, model data, manipulasi dan analisis data, dan persembahan data. Masing-masing mempunyai fungsi yang tersendiri bagi memastikan GIS berfungsi dengan sempurna [30]. Input data adalah satu aktiviti yang dapat mengenal pasti data-data yang diperlukan bagi satu GIS. Secara umumnya, data yang diperlukan oleh satu GIS ada dua jenis iaitu data ruang dan data bukan ruang. Data ruang adalah data yang menggambarkan rupa bentuk geografi bagi satu kawasan. Data bukan ruang adalah maklumat yang menerangkan data ruang dan ciriciri ruang tersebut. Data-data ini dipengaruhi oleh unsur masa. Data-data yang diperoleh akan disimpan di dalam satu pangkalan data bagi GIS mengikut rekabentuk pangkalan data yang tersendiri bergantung pada keperluan dan kehendak organisasi. Ini adalah peringkat pembangun sistem yang akan menentukan model data yang perlu digunakan untuk menghasilkan pangkalan data bagi GIS. Dalam menentukan model data yang terbaik untuk GIS, perkara yang perlu dipertimbangkan ialah input data, manipulasi dan analisis data, serta persembahan data. Ia adalah untuk memastikan model data yang dihasilkan selari dengan keperluan model data. Manipulasi dan analisis data merupakan bahagian yang akan menentukan skop bagi GIS yang dibangunkan. Ia terbahagi kepada dua iaitu asas kepada aplikasi GIS dan keperluan pengguna. Manipulasi dan analisis data yang sama bagi setiap
3
aplikasi GIS adalah proses carian ciri-ciri geografi, pengiraan luas dan lilitan bagi objek, proses penggabungan antara lapisan data dan juga integrasi antara data ruang dan data bukan ruang. Bagi manipulasi dan analisi data yang khusus, ia memerlukan kepada keperluan organisasi yang terperinci. Ini bertujuan bagi memastikan kepenggunaan GIS digunakan sepenuhnya. Analisis ini akan menentukan perbezaan antara aplikasi GIS di setiap organisasi. Sebagai contoh, Kementerian Pertanian Malaysia memerlukan analisis yang boleh mengklasifikasikan kawasan yang sesuai untuk jenis tanaman yang tertentu, Jabatan Hidrologi memerlukan aplikasi GIS yang boleh membantu dalam pengurusan sumber air dan analisis banjir, dan syarikat telekomunikasi memerlukan GIS untuk menganalisis pasaran dan lokasi pencawang serta keberkesanan lokasi pencawang tersebut. Hasil daripada manipulasi dan analisis data yang dilakukan akan dipersembahkan dalam bentuk paparan yang boleh difahami oleh pengguna dan menepati konsep GIS. Asas kepada persembahan adalah peta. Menurut Wang Feng dan rakan-rakannya [10], hasil daripada kajiannya menyatakan bahawa persembahan yang paling berkesan adalah melihat bagaimana pada kebiasaannya pengguna memahami peta. Dalam hal ini, terdapat tiga perkara yang penting iaitu warna yang digunakan untuk menghasilkan garisan peta, simbol yang sering digunakan dan juga klasifikasi lapisan data ini bergantung pada maklumat yang diperlukan oleh pengguna. Keempat-empat perkara yang telah dibincangkan terdahulu menjadi perhatian oleh seluruh penyelidik untuk melakukan penyelidikan. Pelbagai isu perlu diselesaikan. Antara yang menjadi perhatian adalah untuk mempersembahkan data geografi dengan lebih interaktif, memanipulasi dan analisis data sejarah serta mengurus data dengan lebih dinamik [5,36,39, 40]. Dalam laporan ini, fokus penulis adalah kepada menghasilkan rekabentuk dan mengimplimentasi model data dengan mengambilkira unsur masa dalam data geografi. Isu yang akan dibincangkan adalah hubungan unsur masa dalam data geografi untuk menghasilkan model data yang lebih dinamik.
4
Dalam konteks ini, penulis membentangkan ide untuk menyelesaikan isu tersebut dari sudut pengurusan data geografi. Penulis menggunakan satu pendekatan baru untuk menghasilkan rekabentuk model data dengan menggunakan kaedah model data berdasarkan ciri-ciri geografi yang diintegrasikan dengan kaedah sistem kiub. Oleh yang demikian, satu model data baru telah dihasilkan dan dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub. Penulis juga menerangkan secara terperinci proses implimentasi Model Data Dua Kiub dan hasil daripada proses pengujian yang telah dijalankan. Hasil menunjukkan bahawa model data dua kiub boleh digunakan untuk menghasilkan sistem pengurusan data geografi yang melibatkan unsur masa.
1.2
Latar Belakang Masalah Penyelidikan Sumber bagi isu yang dibincangkan di dalam laporan ini adalah hasil
daripada kajian literasi yang telah dijalankan terhadap model data yang telah dihasilkan dan cadangan-cadangan yang terdapat dalam hasil penyelidikan penyelidik lain. Isu yang menjadi topik perbincangan utama dalam penyelidikan ini adalah unsur masa dalam model data bagi pengurusan data geografi. Isu ini adalah hasil tinjauan yang telah dibuat terhadap Malaysian Hydrological Information System (MHIS) yang telah dibangunkan oleh Institut Teknologi Perisian, Universiti Teknologi Malaysiadengan kerjasama Syed Muhammad Sdn Bhd [1,46]. Mereka menyatakan bahawa terdapat keperluan untuk menampung perubahan data ruang. Dalam model data yang telah dihasilkan oleh mereka hanya menggunakan sistem kiub untuk menguruskan perubahan data bukan ruang. Hasil penyelidikan yang dilakukan oleh mereka menunjukkan satu sistem kiub boleh menguruskan data bukan ruang yang berubah. Masalah yang timbul di sini adalah data ruang juga berubah mengikut masa. Sistem kiub yang dihasilkan tidak menampung perubahan data bukan ruang. Ini kerana pengurusan data ruang dibuat dengan menggunakan perisian GIS yang sedia
5
ada iaitu ARC/INFO. Hanya satu kata kunci disediakan dalam model data tersebut untuk menghubungkan data bukan ruang dengan data ruang. Tinjauan juga dilakukan di Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia (JUPEM) untuk memastikan perubahan data ruang adalah wujud. Hasil daripada tinjauan, penulis mendapati perubahan wujud dan unsur masa menjadi elemen penting untuk merekodkan perubahan. Pihak JUPEM menyatakan, aktiviti pengumpulan data dilakukan untuk setiap tiga hingga lima tahun bagi memastikan peta terbaru dikeluarkan. Proses penyimpanan data dilakukan menggunakan sistem fail berkomputer. Ini bermakna pada setiap perubahan data yang berlaku JUPEM akan menghasilkan fail baru untuk merekodkan data. Walaupun data tersebut disimpan dalam bentuk digital dengan menggunakan perisian AutoCAD, namun masalah yang timbul adalah setiap kali perubahan berlaku mereka perlu merekodkan keseluruhan data ruang di dalam fail baru walaupun terdapat data ruang yang tidak berubah. Penulis membuat kesimpulan bahawa, pihak JUPEM juga memerlukan kepada satu model data yang boleh menguruskan perubahan data. Masa merupakan satu faktor yang membawa kepada perubahan data geografi. Rajah 1.1 menunjukkan unsur masa dalam data geografi. Lokasi
Maklumat Geografi
Masa
Rajah 1.1: Hubungan Masa, Lokasi, Attribut Masa merupakan satu unsur penting dalam pembangunan maklumat geografi. Kebanyakan disiplin geografi menggunakan masa sebagai asas untuk pengurusan data sejarah geografi, medical geography, cultural geography dan physical modeling. [47]. Seperti yang dinyatakan dalan rajah 1.1, data geografi menggabungkan tiga asas iaitu data attribut (maklumat geografi), lokasi / ruang (x,y,z) dan unsur masa (t). Terdapat beberapa ahli geografi yang tidak mengambil
6
kira unsur masa dalam GIS. Ia berdasarkan kepada kebiasaannya GIS ditafsirkan sebagai satu sistem yang digunakan untuk mengumpul data, menyimpan data, menyemak data, memanipulasi data dan mempersembahkannya di dalam keadaan yang statik yang hanya menjadi rujukan biasa sahaja [47]. Keadaan ini hanya menyempitkan lagi penggunaan GIS. Dengan mengambil kira unsur masa analisis dan proses pemaparan data akan lebih berkesan. GIS boleh menghasilkan simulasi bagi data yang terdapat di dalam pangkalan data berdasarkan kepada data sebenar. Oleh yang demikian, proses manipulasi dan analisis yang dilakukan hampir dengan realiti. Ia tidak lagi statik dan proses yang dilakukan lebih nyata. Ia boleh menggambarkan kesan yang berlaku kepada dunia sebenar. Hanya dengan mengambil kira unsur masa dalam GIS proses atau analisis serta manipulasi menepati kejadian yang berlaku pada realiti [47]. Walaupun terdapat banyak model data yang dihasilkan seperti yang dinyatakan di atas, banyak model data yang tidak mengambil kira unsur masa pada keseluruhannya. Dalam model data GISER misalnya, ia hanya mengambil kira unsur masa pada data jujukan masa seperti hujan tetapi tidak melibatkan perubahan pada ruang. Begitu juga dengan TLDM, GODOT dan Even -Based Data Model serta dalam MHIS model data. Isu yang seterusnya adalah integrasi antara data geografi iaitu data ruang dan data bukan ruang. Menurut kajian Hanan Samet [27], hubungan antara data ruang dan bukan ruang adalah satu hubungan yang sangat kuat dan saling bergantung antara satu sama lain. Dalam perkembangan model data bagi GIS, integrasi antara data ruang dan data bukan ruang menjadi satu isu penyelidikan yang paling popular. Untuk menyelesaikan isu tersebut, terdapat dua kaedah yang digunakan oleh para penyelidik khususnya di dalam GIS. Kaedah tersebut adalah kaedah dua senibina dan kaedah integrasi senibina [26]. Kaedah dua senibina bermaksud menggunakan dua sistem pangkalan data untuk menguruskan data geografi. Satu sistem digunakan untuk menyimpan data
7
ruang dan satu sistem lagi digunakan untuk menyimpan data bukan ruang. Kaedah ini banyak digunakan oleh pembangun GIS . Isu yang timbul dalam kaedah ini adalah; menurut Kuijpers dan rakan-rakannya [18], hasil daripada kajian yang telah dilakukan membuktikan bahawa integrasi antara data ruang dan bukan ruang berlaku di peringkat lapisan atas aplikasi. Integrasi antara data tidak berlaku di peringkat pangkalan data. Ini kerana logiknya komunikasi antara dua perisian tidak boleh berlaku kerana mempunyai struktur yang berbeza. Dalam senibina ini, data bukan ruang hanyalah sebagai pelengkap sahaja. Oleh itu, kesepaduan data tidak sampai ke peringkat yang boleh dikatakan sebagai satu hubungan yang semantik. Menurut hasil daripada kajian Hanan Samet dan rakannya [26] , menyatakan bahawa penggunaan kaedah tersebut akan menyebabkan masalah yang biasa berlaku dalam pengurusan data tradisional. Isunya adalah keserentakan data, integrasi data, dan pengasingan data berlaku. Ini bererti perubahan yang berlaku terhadap data ruang tidak akan memberi kesan kepada perubahan data bukan ruang dan sebaliknya. Integrasi senibina adalah satu kaedah yang dicadangkan boleh menyelesaikan masalah kesepaduan data iaitu integrasi data ruang dan data bukan ruang. Integrasi senibina bermaksud data ruang dan data bukan ruang berada di dalam satu senibina model data dan seterusnya membawa kepada penghasilan satu pangkalan yang menyimpan kedua-dua jenis data. Senibina ini memberi sepenuhnya kebebasan kepada pengguna untuk menghasilkan model data yang sesuai dengan keperluan aplikasi dan keperluan untuk menyelesaikan isu-isu penyelidikan. Oleh itu, kaedah ini akan memberi ruang yang lebih baik untuk menghasilkan satu sistem pangkalan data bagi GIS [17]. Banyak penyelidikan yang dijalankan bagi tujuan menghasilkan model data untuk GIS. Sebagai contoh model data GISER digunakan dalam Sistem Pengangkutan Pintar [30,32], TLDM digunakan dalam Sistem Maklumat Hidrologi [10] dan sebagainya. Dalam penyelidikan yang dilakukan oleh Wang Feng dan rakan-rakan [10], mereka menggunakan kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi untuk menghasilkan model data yang mengintegrasikan antara data ruang dengan data bukan ruang. Hasil kajian juga menunjukkan bahawa model data tersebut boleh
8
mengintegrasikan antara data imej (raster) dan juga data vektor. Ini menunjukkan bahawa kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi adalah amat berkesan. Beliau mencadangkan penyelidikan boleh ditingkatkan dengan menghasilkan model data yang lebih dinamik dan mampu untuk menyimpan data yang berubah berdasarkan masa.
1.3
Penyataan Masalah Penyelidikan Bagaimanakah untuk mendapatkan satu model data yang mengintegrasikan
data geografi keseluruhannya dengan unsur masa yang dikendalikan di bawah satu sistem pengurusan pangkalan data? Permasalahan yang timbul berikutan dengan masalah di atas adalah: 1. Apakah hubungan antara data geografi dengan unsur masa? 2. Bagaimanakah cara untuk menghasilkan model data bagi GIS ? 3. Bagaimanakah cara untuk menghasilkan sistem pengurusan pangkalan data daripada model data yang telah dihasilkan?
1.4
Matlamat Penyelidikan Matlamat penyelidikan ini adalah untuk menghasilkan satu rekabentuk
model data yang mengambilkira unsur masa dan seterusnya pelaksanaan model data tersebut bagi melihat keberkesanannya serta keupayaan manipulasi dan analisis data, di samping persembahan data bergeografi.
9
1.5
Objektif Penyelidikan Objektif penyelidikan ini adalah seperti berikut: 1. Menghasilkan satu rekabentuk model data yang mengintegrasikan data geografi dengan unsur masa. 2. Mengimplimentasikan model data yang dihasilkan dengan satu rekabentuk sistem pangkalan data. 3. Melakukan pengujian keupayaan sistem pangkalan data yang dihasilkan untuk capaian data dan mempersembahkan data dalam untuk persembahan geografi menggunakan peta 2 dimensi. 4. Melakukan pengujian terhadap pangkalan data yang dihasilkan mengikut dua kategori iaitu: a) Integrasi antara data ruang dan data bukan ruang. b) Mengeluarkan data ruang mengikut sela masa.
1.6
Skop Penyelidikan Skop penyelidikan ini adalah tertumpu kepada: 1. Domain penyelidikan ini adalah kepada GIS yang tertumpu kepada model data. Penyelidikan adalah berdasarkan kepada data geografi yang berubah dan integrasi data geografi dalam satu rekabentuk model data. Dalam menghasilkan rekabentuk model data, penulis melakukan peningkatan kaedah dan integrasi antara kaedah bagi mencari pendekatan yang terbaik. 2. Penyelidikan hanya tertumpu kepada data vektor sahaja. 3. Sistem pangkalan data dihasilkan menggunakan model pangkalan data hubungan. Penggunaannya adalah berdasarkan kebanyakan perisian pangkalan data di pasaran menampung model data tersebut.
10
4. Proses kemasukan data yang dilakukan adalah berdasarkan kepada proses manual. Data dimasukkan dengan menggunakan kata kunci yang dicipta dan tidak melibatkan algoritma yang kompleks. Penyelidikan juga melibatkan kepada penukaran format data vektor daripada format data AutoCAD kepada format XYZ yang digunakan oleh penulis untuk memasukkan data ke dalam pangkalan data. 5. Data yang dihasilkan oleh sistem pangkalan data adalah berkeupayaan untuk menampung persembahan peta dua dimensi sahaja. 6. Pengujian dilakukan adalah untuk melihat keupayaan model data melakukan proses integrasi antara data ruang dan data bukan ruang. 7. Pengujian juga dilakukan adalah untuk melihat keupayaan model data yang berkeupayaan menampung analisis perubahan data ruang. Proses pengujian ini adalah tertumpu kepada pengujian masa yang lazim digunakan iaitu melihat perubahan objek yang terdapat di atas peta berdasarkan masa-masa tertentu. Ia tidak termasuk manipulasi dan analisis yang lebih kompleks iaitu proses ramalan, dan analisis sejarah.
1.7
Kepentingan Penyelidikan Penyelidikan yang dijalankan adalah berdasarkan masalah yang timbul
daripada isu integrasi antara dua jenis data geografi iaitu data ruang dan data bukan ruang. Data geografi sentiasa berubah mengikut peredaran waktu. Setiap perubahan adalah penting untuk direkodkan. Oleh yang demikian, penyelidikan yang dijalankan mempunyai kepentingannya daripada segi pelbagai sudut. Penyelidikan dilakukan untuk menghasilkan satu model pangkalan data yang mampu mengurus data geografi dengan mengambil kira setiap perubahan bagi data geografi tersebut. Dalam perkembangan penyelidikan pada masa ini, keperluan bagi menghasilkan pangkalan data sedemikian adalah tinggi [41]. Ia sangat berguna dalam meningkatkan manipulasi dan analisis data yang boleh dilakukan di dalam GIS.
11
1.8
Sumbangan Ilmiah
1. Penambahan Entiti Masa terhadap model berasaskan ciri-ciri geografi (Feature Based Approach). Dalam penyelidikan ini, satu sumbangan ilmu yang besar adalah dengan menambah satu entiti iaitu masa dalam model berasaskan ciri-ciri geografi (Feature Based Approach). Penambahan ini adalah berdasarkan isu penyelidikan yang memerlukan penghasilan model data yang mampu untuk mengurus perubahan data geografi. Penambahan ini juga berteraskan kepada perubahan semulajadi atau berdasarkan pergerakan alam yang bergerak berlandaskan masa. Ini dibuktikan dengan proses temu bual tidak rasmi dengan juruteknik Jabatan Ukur Dan Pemetaan Malaysia (JUPEM) menyatakan bahawa kegiatan untuk mengambil data selalu dilakukan apabila berlaku perubahan rupa bentuk muka bumi serta maklumat geografi yang menerangkan tentang kawasan tersebut. 2. Menghasilkan model data dengan menggabungkan dua kaedah iaitu model berasaskan ciri-ciri geografi (Feature Based Approach) dan Sistem Kiub. Peningkatan terhadap model berasaskan ciri-ciri geografi (Feature Based Approach) yang telah dilakukan digabungkan dengan kiub sistem untuk menghasilkan satu model data yang dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub. Model tersebut berasaskan ciri-ciri geografi dipetakan terhadap kiub sistem. Ini bertujuan untuk memudahkan pengurusan data geografi yang terdiri daripada data ruang dan data bukan ruang. 3. Implimentasi Sistem Kiub pada pengurusan data Ruang. Sistem Kiub digunakan di dalam pengurusan data jujukan masa yang mana data direkod berdasarkan masa. Dalam penyelidikan ini, penyelidik telah menggunakan kaedah yang sama bagi menguruskan data bukan ruang. Dengan
12
menggunakan kaedah ini penyelidik memperoleh satu kaedah yang mudah, yang mampu menguruskan perubahan data yang berlaku di dalam data ruang. 4. Mengemukakan satu konsep model data yang boleh digunakan dalam pengurusan data geografi. Hasil utama penyelidikan ini adalah satu rekabentuk model data yang dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub. Ia boleh dijadikan sebagai satu garis panduan pengurusan data geografi yang mengambilkira perubahan data. Model Data Dua Kiub boleh digunakan dalam pelbagai jenis GIS. Ia boleh digunakan dengan menggabungkan model data tersebut dengan keperluan semasa sesebuah organisasi atau pengguna. Entiti boleh ditambah mengikut kehendak pengguna dengan menentukan hubungan entiti tersebut dalam Model Data Dua Kiub.
1.9
Struktur Laporan Laporan ini membincangkan penyelidikan yang telah dijalankan penulis.
Laporan ini mengandungi enam(6) bab. Bab I adalah pengenalan kepada penyelidikan yang telah dilakukan. Ia merangkumi perbincangan mengenai latar belakang masalah, penyataan masalah dan matlamat serta objektif penyelidikan. Sumbangan ilmiah turut dimuatkan dalam bab ini. Bab II adalah perbincangan mengenai kajian literasi yang telah dijalankan. Ia merangkumi definasi data geografi, kaedah-kaedah model data serta kaedah-kaedah model pangkalan data. Disamping itu, terdapat juga perbandingan dan rumusan yang dibuat dalam menentukan kaedah yang terbaik. Bab III menerangkan mengenai metodologi penyelidikan. Dalam bab ini, penulis membincangkan kaedah-kaedah yang terlibat dalam penyelidikan ini. Antara kaedah yang dibincangkan adalah kaedah permodelan data geografi berdasarkan ciri-
13
ciri geografi dan proses peningkatannya, kaedah sistem kiub dan model pangkalan data hubungan. Bab IV menerangkan rekabentuk model data yang dihasilkan. Dalam ruangan ini, penulis menerangkan secara terperinci rekabentuk Model Data Dua Kiub. Bab V membincangkan proses-proses implimentasi dan proses pengujian yang dijalankan dalam penyelidikan ini. Turut dimuatkan dalam ruangan ini adalah hasil-hasil yang membuktikan keupayaan Model Data Dua Kiub. Bab VI adalah bab yang terakhir dalam laporan ini. Ia membincangkan hasil-hasil pengujian dan perbandingan model data dua kiub dengan model data yang lain. Seterusnya penulis membincangkan dapatan yang diperolehi daripada penyelidikan , kerja-kerja peningkatan untuk masa hadapan dan membuat kesimpulan.
14
BAB II
KAJIAN LITERASI
2.1
Pendahuluan Pelbagai penyelidikan telah dilakukan untuk menghasilkan model data bagi
GIS. Ia menjurus kepada penghasilkan model data yang berkeupayaan untuk mengurus data geografi di bawah satu rekabentuk pangkalan data. Kesemua jenis data geografi yang terlibat diuruskan dengan menggunakan pangkalan data yang sama walaupun jenis datanya berbeza. Pendekatan sebegini boleh mengurangkan tahap pergantungan aplikasi GIS terhadap perisian GIS yang terdapat di pasaran. Ia juga dapat meningkatkan lagi kebolehan untuk menganalisis dan manipulasi data geografi. Dalam topik ini, penulis akan membincangkan beberapa aspek penting untuk menghasilkan model data bagi GIS dan meninjau kaedah yang boleh digunakan dalam menyelesaikan masalah penyelidikan. Kajian literasi dilakukan untuk mengetahui jenis dan sifat bagi data geografi, kaedah-kaedah yang boleh digunakan bagi penyelesaian masalah dan perbincangan mengenai model data yang telah dihasilkan oleh para penyelidik terdahulu.
15
2.2
Data Geografi Data geografi merupakan data yang berkait secara langsung dengan keadaan
rupa bentuk muka bumi. Ia terdiri daripada rupa bentuk dan maklumat-maklumat geografi yang menerangkan keadaan muka bumi serta fenomena alam semulajadi. Association for Geographic Information, United Kingdom [47] mentakrifkan data geografi sebagai: Data which record the shape and location of a feature as well as associated characteristics, which define and describe the feature. For example, areas of woodland can be located according to co-ordinate grid system references, and its attribute data such as constituent tree type, seasonality or average height can also be recorded Daripada takrifan di atas, data geografi merupakan kesatuan data yang mempunyai bentuk dan rupa yang mana ia direkodkan untuk menerangkan ciri-ciri geografi. Secara kesimpulannya, data geografi adalah data yang memberi maklumat mengenai bentuk muka bumi, sifat geografi dan juga fenomena serta perubahan bentuk muka bumi yang berlaku. Data yang terlibat di sini adalah data ruang dan data bukan ruang. Data ruang ialah data yang mewakili ruang dan lokasi bagi data geografi [25, 33]. Ia dipersembahkan dalam bentuk grafik. Association for Geographic Information, United Kingdom [47] mentakrifkan data ruang sebagai: Any information about the location and shape of, and relationships among, geographic features. This includes remotely sensed data as well as map data. Terdapat dua perkara penting dalam data ruang iaitu rupa bentuk dan lokasi. Rupa bentuk akan menggambarkan ruang bagi sesuatu kawasan. Ia bersifat nyata dan boleh dilihat. Lokasi merupakan kedudukan kawasan di atas permukaan bumi. Ia diwakili dengan koordinat-koordinat tertentu seperti Universal Transverse Mercator (UTM) dan Cartesan, longitud dan magnitud.
16
Data bukan ruang adalah maklumat tambahan yang menerangkan data ruang dari sudut sifat-sifat geografi, fenomena alam dan juga aktiviti manusia. Ia terdiri daripada nilai fenomena (hujan, kedalaman air, kualiti dan sebagainya ), sifat dan ciri-ciri geografi ( guna tanah, kawasan tinggi ), nama kawasan, tarikh dan masa dan maklumat-matlumat lain yang menyokong data ruang. Berikutan dengan itu, takrifan yang diberikan oleh Association for Geographic Information,United Kingdom [47] adalah mentakrifkan data bukan ruang sebagai: A term that is used to describe non-spatial data that is usually referenced to spatial data, for example, attributes Hubungan antara data ruang dan data bukan ruang adalah semantik. Ia bersifat melengkapi antara satu sama lain. Antara sifat-sifat bagi data tersebut yang perlu dititik beratkan adalah berkesinambungan dan sukar untuk dimodelkan. Kesinambungan ini terdiri daripada hubungan antara objek-objek yang wujud di atas permukaan muka bumi, hubungan antara fenomena alam dengan objek-objek dan peredaran alam semulajadi dan termasuk dengan proses-proses yang menjadi rutin kepada alam semulajadi. Terdapat satu unsur yang juga perlu dipertimbangkan iaitu unsur masa. Ia merupakan satu dimensi bagi data geografi.
2.3
Masa Dalam Data Geografi Masa merupakan satu unsur penting dalam data geografi [20,41]. Ia adalah
satu pengukur yang merekod sejarah dalam kehidupan manusia. Jika berlaku perubahan terhadap alam semulajadi, ciri-ciri geografi akan turut berubah. Selain daripada itu, perubahan juga turut berlaku akibat daripada aktiviti manusia. Perubahan yang berlaku perlu direkodkan. Bagi GIS, perubahan ini perlu direkodkan kerana mempunyai kepentingan tertentu. Perkara ini disahkan oleh US Geoglogical Survey (USGS). Menurutnya, telah menjadi satu keperluan bagi GIS untuk mengambilkira unsur masa dalam menganalisa data geografi. Mereka percaya pada
17
masa akan datang keperluan pengguna adalah berfokus kepada data sejarah bagi ciriciri geografi di atas satu peta [19].
2.4
Permodelan Data Geografi Dalam model data geografi terdapat empat kaedah yang boleh digunakan. Ia
terdiri daripada kaedah permodelan berdasarkan kepada objek, kaedah permodelan berdasarkan ruang, kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi dan kaedah permodelan berdasarkan kepada arah. Kaedah yang sering digunakan adalah kaedah permodelan berdasarkan objek dan kaedah permodelan berdasarkan ruang.
2.4.1
Model Data Berdasarkan Objek Kaedah permodelan data berasaskan objek ditakrifkan sebagai permukaan
bumi terdiri daripada objek-objek yang mempunyai sifat tersendiri contohnya gunung dan sungai. Setiap objek mempunyai maklumat-maklumat yang tertentu seperti nama, luas, bentuk dan ruang. Ia menggambarkan bentuk geografi bagi kawasan. Kaedah tersebut berfokus kepada maklumat ruang yang nyata, boleh dikenalpasti dan di dalam entiti geografi atau boleh dipanggil objek [29,33]. Seperti contoh suatu kawasan hutan mempunyai gunung, sungai dan tasik. Semua entiti ini adalah jelas, nyata dan apa sahaja objek yang terdapat di dalam kawasan itu akan dimodelkan sama ada ia sesuai ataupun tidak dengan sesuatu sistem. Setiap objek yang terdapat pada kawasan tersebut mempunyai set attribut yang mewakili sifatsifat objek. Set attribut ini boleh diklasifikasikan kepada dua iaitu ruang dan bukan ruang. Seperti contoh di atas satu kawasan hutan mempunyai sungai (Sungai Perak). ‘Sungai’ mempunyai bentuk dan ruang di atas permukaan bumi. ‘Sungai’ mempunyai nama. Rupa bentuk sungai tersebut boleh digambarkan dengan garis. Sungai Perak merupakan nama bagi objek sungai. Ini adalah attribut bukan ruang bagi objek sungai. Asas kepada data ruang adalah titik, garis atau lengkungan, poligon atau permukaan dan solid objek atau objek 3 dimensi.
18
Dalam kaedah permodelan berasaskan objek, operasi yang boleh dilakukan adalah hubungan antara objek. Hubungan tersebut boleh ditafsirkan kepada setnotasi, topologi dan metrik. Set-notasi ialah operasi yang mudah dan umum melibatkan operasi set seperti kesatuan (U), pertindihan (∩)dan unsur kepada (Ε) [33]. Seperti contoh Sungai Sarang Buaya terletak di daerah Muar, daerah Muar terletak di negeri Johor dan negeri Johor adalah dalam negara Malaysia. Ini ditakrifkan oleh teori set. Topologi merupakan hubungan di antara objek. Bagi satu objek hubungan antara titik-titik merupakan topologi. Topologi dilihat dari segi hubungan antara objek. Objek-objek mempunyai lapan hubungan iaitu tidak bercantum, bertemu, mengandungi, bertindih, objek di dalam objek, objek menutup objek, objek sama besar, dan objek di lingkupi oleh objek. Pengiraan bagi operasi topologi ini berdasarkan kepada pengiraan metrik.
2.4.2
Model Data Berdasarkan Ruang Permodelan berdasarkan ruang ditakrifkan sebagai permukaan bumi terdiri
daripada satu hamparan ruang dan di atas ruang tersebut terdapat ciri-ciri geografi. Ciri-ciri geografi tersebut mengambarkan fenomena geografi yang ada [30,33]. Dalam kaedah ini, terdapat tiga komponen yang perlu dikenal pasti iaitu rangka kerja ruang, fungsi ruang dan set operasi ruang yang sesuai. Rangka kerja ruang F ditakrifkan sebagai satu ruang terhad. Sebagai contoh magnitud dan latitud. Ia bermasud di bawah satu grid kawasan yang mempunyai satu ukuran. Takrifan secara matematik : fi: Ruang Kerja → Domain Atribut (Ai) ……………………………..(2.1) Rangka kerja ruang fi merujuk kepada ruang bagi satu kawasan yang mana di atasnya terdapat attribut (Ai) atau ciri-ciri geografi tertentu. Sebagai contoh satu kawasan di dalam latitud 1 (y1) dan longtitud 1 (x1) dan latitud 2 (y2) dan longtitud 2 (x2). Rangka kerja itu adalah :
19
( x1, y1)
F- Ruang Kerja
( x2, y2)
Rajah 2.1: Rangka Ruang Kerja Objek yang terdapat dalam ruangan tersebut merupakan atribut-atribut (x) yang perlu diambil kira dalam proses permodelan. Maka ia ditakrifkan sebagai; F(x) = x1+x2…+ xn …………………………………………...(2.2) F merupakan ruang kerja, x merupakan attribut dan ciri-ciri geografi Operasi yang boleh dilakukan dalam kaedah ini adalah berdasarkan kepada teori fungsi iaitu f(x) dan g(x) , f(x) + g(x) dan f(x)●g(x). Mengikut daripada [29] operasi boleh dikelaskan kepada tiga iaitu operasi setempat, operasi fokus dan operasi zon. Untuk operasi setempat, nilai ruang hanya bergantung kepada objek yang terdpat dalam rangka kerja ruang tersebut. Seperti contoh satu kawasan hutan mempunyai kawasan tadahan, tasik dan sungai. Contoh tersebut boleh ditakrifkan dengan menggunakan fungsi seperti berikut:
1: Sungai f (x) =
0: Sebaliknya
1: Sungai dan Tasik (f+g) (x) =
0: Sebaliknya
1: Tasik g (x) =
0: Sebaliknya
20
Operasi fokus ialah operasi yang dilakukan terhadap kawasan yang telah difokuskan atau telah ditumpukan (cth: cari sungai dalam lokasi x1,y1,x2,y2 ). Operasinya berbentuk carian dan menentukan sifat kejiranan bagi objek yang terdapat dalam satu rangka kerja ruang. Contoh E(x) ialah jarak persekitaran bagi kawasan hutan. Diberi jarak x dalam rangka kerja ruang, maka fungsi akan membuat pengiraan untuk satu kawasan fokus. Hasil mungkin kawasan tadahan hujan dan terdapat sungai. Operasi fokus ialah F= ∫ f(x) ……….…………………………………………………….(2.3) Operasi zon ialah operasi yang terletak pada zon-zon hasil daripada proses pengkamiran terhadap fungsi rangka kerja ruang. Ia boleh ditakrifkan sebagai: Z= ∫ f(x) dx …………………………………………………………(2.4) di dalam ruang rangka kerja ruang f(x).
2.4.3 Model Data Berdasarkan Ciri-Ciri Geografi Ciri-ciri geografi adalah satu cara untuk mempersembahkan fenomena geografi. U.S National Committee for Digital Cartorgraphic Data Standards dan U.S Geological Survey [10,34] mentakrifkan ciri-ciri geografi kepada dua perkara iaitu entiti geografi dunia sebenar dan persembahan dalam bentuk grafik dan digital. Entiti geografi merujuk kepada sifat-sifat geografi yang terdapat di atas satu permukaan muka bumi. Ia mengandungi maklumat-maklumat yang tertentu yang membolehkan kita memahami peta. Persembahan dalam bentuk grafik pula merupakan kaedah ciri-ciri geografi ini dipamerkan. Sebagai contoh di atas peta terdapat simbol-simbol dan maklumat geografi bagi peta tersebut. Takrifan ini dikembangkan oleh sekumpulan penyelidik di negara China [10]. Mereka mentakrifkan ciri-ciri geografi ini kepada tiga perkara penting iaitu
21
entiti geografi, objek geogmetri dan grafik. Ini berikutan dengan pemahaman manusia melihat peta. Menurutnya [10] menusia membaca dan memahami peta mengikut objek geometri yang terdapat pada peta dan melihatnya sebagai satu objek yang berasingan. Ia boleh dihubungkan dengan topologi dan hubungan antara objekobjek tersebut. Seperti contoh di atas peta Malaysia mempunyai objek negeri-negeri, mempunyai gunung-ganang dan mempunyai sungai-sungai. Ini bermakna ia dilihat sebagaimana yang telah ditakrifkan di dalam kaedah permodelan berasaskan kepada objek. Yang kedua, manusia melihat peta ini sebagai satu hamparan permukaan muka bumi yang mengandungi koleksi entiti geografi. Ia merupakan perwakilan bagi fenomena geografi yang berada di dalam satu ruang atau satu permukaan muka bumi. Yang ketiga, manusia melihat peta berdasarkan simbol-simbol grafik yang terdapat di atas peta. Simbol itu seperti garis, gambar, warna dan bentuk-bentuk objek yang mempunyai maksud tertentu. Sebagai kesimpulan sepertimana yang telah dinyatakan, manusia mentakrifkan ciri-ciri geografi ini kepada tiga perkara yang penting iaitu entiti geografi, objek geometri dan simbol bergrafik. Rajah 2.2 menerangkan secara ringkas takrifan bagi ciri-ciri geografi dalam bentuk carta.
Features Ciri-Ciri Geografi
Geography Entity Entiti Geografi
Geometric Object Objek Geometrik
Non Spatial AtributAttribute data bukan ruang
Atribut data ruang Spatial Attribute
Simbol Graphic Symbol
Komponen Graphic Component
Rajah 2.2 : Takrifan Bagi Ciri-ciri Geografi Relation
Attribute Attribut Product
Attribut Attribute
Is a
x,y,z
Relation
Attribute
Relation
Topology
shape
Display
22
Rajah 2.2 takrifan bagi ciri-ciri geografi yang mana setiap satu ciri-ciri geografi mempunyai entity geografi, objek geogmetri dan diwakilkan dengan simbol. Sebagai contoh sungai merupakan satu kelas objek bagi ciri-ciri geografi. Ia mempunyai maklumat seperti nama dan jenis yang merupakan entiti geografi atau lebih dikenali sebagai data bukan-ruang. Objek geometri akan mempersembahkan bentuk objek bagi ciri-ciri geografi atau data ruang. Sungai boleh diwakilkan dengan warna biru mengikut jenis sungai, diwakili dengan garis nipis dan tebal dan mungkin mempunyai gambar tertentu bagi mewakili sungai tersebut.
2.4.4
Model Data Berdasarkan Arah Kaedah permodelan berdasarkan arah diperkenalkan oleh Shashi Shekar dan
rakan-rakannya [31]. Ia berdasarkan kepada ruang geografi yang berkait rapat dengan arah. Kaedah ini digunakan untuk memproses permintaan pengguna yang melibatkan arah. Merujuk kepada kertas kerja nya [31], contoh permintaan adalah seperti berikut: Is there anything over the bridge? Put me in the tank left of that building. Untuk menjawab persoalan tersebut proses untuk menghasilkan model data geografi perlu mengambil kira arah. Dalam kaedah ini terdapat tiga elemen yang penting iaitu vektor, titik dan juga sudut. Ketiga-tiga elemen ini berkait rapat antara satu sama lain. Rajah 2.3 menunjukkan secara ringkas konsep kaedah ini. Dari rajah 2.3, p dan q merupakan satu titik yang terletak di atas satu permukaan. Ia diwakili oleh koordinat (x,y,z) dan mempunyai kedudukan yang berbeza. u dan v merupakan vektor. Arah bagi kedua-dua vektor ini adalah sama. θ
23
ialah sudut di antara vektor t dan vektor v. Vektor t dan v mempunyai arah yang berbeza. Dalam menjawab soalan yang terdapat di atas tiga elemen tersebut menjadi rujukan.
u t
p θ
v
q
Rajah 2.3 : Asas Kepada Kaedah Permodelan Berdasarkan Arah
2.4.5
Perbincangan Dan Perbandingan Antara Model Dalam perbincangan di atas terdapat empat pendekatan yang boleh
digunakan untuk menghasilkan model data bagi GIS. Antara pendekatan yang dibincangkan ialah kaedah permodelan berdasarkan objek, kaedah permodelan berdasarkan ruang, kedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi dan kaedah permodelan berdasarkan arah. Pendekatan tersebut masing-masing mempunyai pandangan yang berbeza walaupun terdapat persamaan. Dalam jadual 2.1, ditunjukkan perbandingan antara kaedah-kaedah secara umum. Berpandukan rumusan dan pemerhatian, terdapat persoalan yang timbul. Mana satu yang lebih baik dalam menghasilkan model data bagi GIS? Daripada pemerhatian dan penyelidikan, persoalan ini adalah satu perkara yang subjektif. Ia bergantung kepada keperluan pengguna. Beberapa kriteria perlu dipertimbangkan. Antaranya ialah ketepatan data, keupayaan untuk mengeluarkan data, keupayaan untuk menganalisis dan juga keupayaan untuk mempersembahkan data.
24
Kaedah permodelan berdasarkan objek boleh dianggap sebagai kaedah yang primitif kerana telah lama digunakan. Seperti tertera dalam jadual 2.1 antara model data hasil daripada kaedah tersebut adalah Graph DB, GODOT, OGIS, dan GeoOOA. Keupayaan kaedah tersebut adalah lebih kepada pengurusan data ruang. Ia mementingkan hubungan antara objek. Dalam hal tersebut, data bukan ruang digunakan untuk melengkapkan maklumat. Menurut hasil penyelidikan yang telah dihasilkan oleh Shekar dan rakan-rakannya [30], mereka merumuskan bahawa alam tidak bersifat berasingan tetapi lebih bersifat berkesinambungan dan tidak seperti yang ditakrifkan oleh kaedah permodelan berdasarkan objek. kaedah permodelan berdasarkan objek juga tidak mengambil kira perubahan yang berlaku terhadap ciriciri geografi. Selain daripada itu, ia juga tidak dapat menampung operasi ruang bagi data ruang.
Jadual 2.1: Ringkasan Perbezaan dan Persamaan antara Kaedah Permodelan Data Geografi Kaedah
Huraian Data
Operasi
Hasil kajian
Kaedah permodelan
Permukaan bumi
Berdasarkan
Integrasi Data dapat
berdasarkan objek
terdiri daripada
hubungan antara
dilakukan, lebih
objek-objek (sungai,
objek,
kepada ruang, Cth: Graph DB, GODOT
jalan raya, bukit, gunung). Terletak pada lokasi-lokasi tertentu.
Notasi Set
OGIS, GeoOOA
25
Kaedah
Huraian Data
Operasi
Hasil kajian
Kaedah permodelan
Permukaan bumi
Berdasarkan ruang,
Integrasi Data boleh
berdasarkan ruang
sebagai satu ruang
Operasi Fungsi,
dilakukan, Cth:
hamparan yang
Lapisan Aljabar
GISER, Data yang
terdiri daripada
berterusan
sifat-sifat geografi tertentu. Kaedah permodelan
Berpandukan sifat
Berdasarkan
Integrasi Data boleh
berdasarkan ciri-ciri
geografi,
hubungan antara
dilakukan, TLDM,
geografi
berdasarkan cara
sifat-sifat geografi
manusia membaca
Notasi Set
peta
Opersi Fungsi
Kaedah permodelan
Berdasarkan arah,
Operasi vektor,
berdasarkan arah
diasaskan oleh titik
Sudut
Data ruang
vektor dan sudut.
Kaedah permodelan berdasarkan ruang merupakan pendekatan yang berbeza dengan kaedah pemodelan berdasarkan objek. Ia lebih menjurus kepada operasi ruang dan tidak menganggap objek yang terdapat di permukaan muka bumi sebagai objek-objek yang terpisah. GISER merupakan salah satu model data yang dihasilkan daripada kaedah tersebut. Jika dilihat kedah permodelan berdasarkan kepada ciri-ciri geografi, ia mengambil kira kedua-dua aspek iaitu antara objek dan ruang. Faktor kefahaman manusia juga diambil kira terhadap peta tematik. Hasil daripada pemerhatian penulis, kaedah tersebut memberi ruang kepada para penyelidik untuk mengintegrasikan kedua-dua kaedah di atas.
26
Terdapat persamaan antara kesemua kaedah yang telah dinyatakan iaitu kesemuanya terlibat secara langsung dengan data ruang dan bukan ruang. Topik perbincangan adalah dari sudut operasi dan integrasi data yang boleh dilakukan secara optimum. Pada pandangan penulis, pemilihan kaedah adalah berdasarkan kepada kepentingan analisis dan manipulasi untuk GIS.
2.5
Model Pangkalan Data Berdasarkan buku yang telah ditulis oleh James L. Johnson [48], pangkalan
data ditakrifkan sebagai A databases is a self-describing collection of data elements, together with relationships among those elements, that present a uniform service interface Association for Geographic Information , United Kingdom [47] pula mentakrifkan pangkalan data geografi sebagai: A collection of data organised according to a conceptual structure describing the characteristics of the data and the relationships among their corresponding entities, supporting applications areas. For example, a GIS database includes data about the position and characteristics of geographical features. Daripada kedua-dua takrifan di atas, dapat dirumuskan bahawa pangkalan data ialah satu lokasi untuk mengumpul data bersama-sama dengan hubungan antara data. Ia akan disimpan dan diuruskan dalam satu sistem pengurusan yang baik supaya data boleh dicapai untuk melakukan proses-proses tertentu.
27
2.5.1
Perkembangan Model Pangkalan Data Berdasarkan perkembangan sistem pangkalan data terdapat kaedah-kaedah
yang boleh digunakan untuk menghasilkan pangkalan data bagi GIS. Di antaranya ialah model pangkalan data jaringan (network database model), model pangkalan data hiraki (hiraky database model), model pangkalan data hubungan (relational database model), model pangkalan data objek (object database model) dan model pangkalan data objek-hubungan (object-relational database model). Mengikut perkembangan model pangkalan data, kaedah menyimpan data dalam pangkalan data bermula dengan sistem fail. Pada peringkat awal, para penyelidik menggunakan fail untuk menyimpan data [22,32]. Perkembangan berlaku bagi mengatasi masalah mengurus data. Dalam model pangkalan data hiraki yang diperkenalkan sekitar tahun 1950 an [22], data berada dalam keadaan tersusun. Data disusun mengikut carta berdasarkan objek-objek. Hubungan data berada dalam keadaan pepohon (tree) yang terselindung. Model pangkalan data jaringan mempunyai persamaan dengan model pangkalan data hiraki dari segi susunan objek. Perbezaan yang wujud adalah hubungan objek digantikan dengan jaringan objek. Ia tidak menggunakan pepohon (tree) untuk menyusun hubungan. Ini kerana tidak semua hubungan objek berada dalam hiraki [48]. Masalah yang timbul dalam keduadua kaedah tersebut adalah dalam menghasilkan permintaan data yang kompleks. Model pangkalan data hubungan dapat mengatasi masalah tersebut. Dalam model pangkalan data hubungan, data berada dalam bentuk jadual (table). Dalam satu jadual terkandung maklumat bagi satu entiti [48]. Hubungan ditakrifkan dengan wujudnya kekunci yang unik antara jadual-jadual. Dengan model ini, permintaan data yang kompleks dapat dijalankan. Model pangkalan data hubungan ini merupakan model pangkalan data yang meluas digunakan. Kebanyakan perisian pangkalan data komersial menampung kaedah ini [22]. Contoh perisian pangkalan data yang menampung kaedah ini ialah Informix , Oracle, Microsoft Access dan sebagainya.
28
Berdasarkan kepada pelbagai format data daripada pelbagai media, muncul satu model pangkalan data yang berorientasikan kepada objek. Ia mempunyai sifatsifat dan perlakuan tersendiri. Model pangkalan data tersebut masih lagi berada dalam peringkat kajian. Kelebihan model pangkalan data objek kerana keupayaannya menampung data yang kompleks tetapi sukar untuk melakukan operasi mengeluarkan data dari pangkalan data. Justeru, satu lagi keadah model pangkalan data diperkenalkan iaitu model pangkalan data objek-hubungan. Ia menggabungkan antara dua kaedah iaitu model pangkalan data objek dengan model pangkalan data hubungan. Rajah 2.4 menunjukkan perkembangan model pangkalan data dan Jadual 2.2 menunjukkan ciri-ciri model pangkalan data.
File Systems Sistem Fail
Network Jaringan
Object Objek Oriented System
Hierachical Hiraki
Relational Hubungan
ObjectHubungan -Relational Objek
Rajah 2.4: Perkembangan Model Pangkalan Data
29
2.5.2
Perbincangan Dan Perbandingan Antara Model Pangkalan Data Hasil daripada tinjauan dan pemerhatian, sebagai rumusannya model
pangkalan data ini bermula daripada proses penyimpanan data di dalam fail yang berstruktur (struktur data) yang lebih primitif kepada satu kaedah yang mentakrifkan hubungan antara objek. Jadual 2.2, menunjukkan secara ringkas persamaan dan perbezaan antara model pangkalan data yang telah diperkenalkan.
Jadual 2.2: Rumusan Model Pangkalan Data
Pengurusan Model
Pengurusan Hubungan
Data
Bahasa Mengambil Data
Hiraki
Fail, Rekod
Hubungan berada dalam
Prosedur
keadaan pepohon (tree) Jaringan
Fail, Rekod
Hubungan berada dalam
Prosedur
keadaan jaringan yang bertindih Hubungan
Jadual
Hubungan ditakrifkan dengan
Bukan Prosedur
kata kunci yang unik mewakili setiap jadual Objek
Objek,
attribut Hubungan merujuk kepada
dan sifat
Prosedur
interaksi antara objek dan objek, objek dan sifatnya
Objek
Objek, attribut, Hubungan merujuk kepada
Hubungan
sifat, hubungan
jadual interaksi antara objek dengan objek, objek dan sifatnya, dan antara objek yang mempunyai kata kunci yang unik bagi mentakrifkan hubungan.
Prosedur
30
Kesesuaian penggunaan model pangkalan data adalah bergantung kepada keperluan sesuatu aplikasi. Dalam GIS, antara aspek yang penting dan perlu dipertimbangkan bagi menentukan satu model data ialah proses manipulasi data dan analisis, sifat-sifat data yang ingin disimpan dan juga kebolehan menjana maklumat dengan lebih cepat dan berkesan [3]. Dalam GIS , hubungan antara ciri-ciri geografi adalah satu yang semantik. Ia mempunyai objek yang membentuk ruang, maklumat-maklumat mengenai ciri-ciri geografi, dan data-data yang sentiasa berubah. Ini berlaku ke atas ciri-ciri geografi yang melibatkan perubahan ruang dan maklumat. Keseluruhannya, ciri ini mempunyai kaitan dan menggambarkan pergerakan alam semula jadi. Berdasarkan hubungan yang telah dinyatakan, model data bagi GIS perlu mempunyai kebolehan untuk mengurus maklumat tersebut. Dalam hal ini, terdapat dua model pangkalan data yang sesuai digunakan. Iaitu model pangkalan data hubungan dan model pangkalan data objek hubungan. Ia sesuai kerana kedua-dua model data tersebut mudah untuk mentakrifkan hubungan antara data, berbanding dengan model data yang lain, yang agak sukar untuk mentakrifkan hubungan antara data. Dalam banyak penyelidikan yang telah dilakukan, kebanyakannya menggunakan model data hubungan. Dalam kajian yang dilakukan oleh Shashi Shekar [29,30] menunjukan penggunaan model pangkalan data tersebut adalah mudah untuk mentakrif hubungan dan ia ditampung oleh kebanyakan perisian pangkalan data.
31
2.6
Koleksi Model Data GIS Terdapat beberapa model yang telah dihasilkan oleh para penyelidik dalam
bidang ini. Penulis hanya membincangkan tujuh model yang menjadi kajian utama dalam penyelidikan ini. Antaranya adalah TLDM, GISER, SAND, IGMX, GODOT, MHIS dan Even Based Data Model.
2.6.1
Model Data TLDM (1999) TLDM (Three Level Data Model) ialah satu model data yang telah dihasilkan
oleh Wang Feng dan rakan-rakan [10]. Ia dihasilkan dengan menggunakan kaedah rekabentuk berdasarkan ciri-ciri geografi (features based). Tujuan model data ini dihasilkan adalah untuk menyelesaikan isu persembahan ciri-ciri geografi dalam bentuk geografi. Oleh itu, takrifan ciri-ciri geografi ini ditambah dengan satu entiti iaitu simbol grafik sebagai mewakili persembahan data. Model data ini mengambil kira pandangan pengguna terhadap peta dan muka bumi. Model ini mengandungi tiga kelas objek iaitu grafik, geografi dan objek ruang [10,34]. Grafik mewakili simbol dan warna bagi setiap ciri yang terdapat pada peta. Geografi pula mewakili maklumat seperti bentuk kawasan dan hubungan data serta data bukan ruang yang terlibat. Objek ruang merupakan kelas untuk data-data ruang. Dalam kelas ini, terdapat suatu keistimewaan yang dapat menghubungkan antara vektor dan raster dan para penyelidik amat berminat dengan hal ini [10]. Model data ini diimplimentasikan dengan menggunakan kaedah ObjectOriented Databases dalam aplikasi yang dinamakan sebagai YH-GIS [10] . Hasil daripada implimentasi, satu model data yang mengintegrasikan antara data ruang dan data bukan ruang.
32
2.6.2
Model Data GISER (1997) GISER (Geographical Information Systems Entity Relational) ialah satu
model data GIS yang telah diperkenalkan oleh Shashi Group, University Of Minnesota [30,32] diketuai oleh Shashi Shekar. Model data ini dibina berdasarkan kepada gabungan antara kaedah rekabentuk berdasarkan objek (Object Based ) dan rekabentuk berdasarkan ruang (Field Based). Tujuan model data ini dibina adalah bagi menepati data yang bersifat berkesinambungan. Ini kerana permukaan muka bumi ini berkesinambungan dari segi permukaan dan ciri-ciri seperti fenomena cuaca. Model data ini dibina berdasarkan empat ciri utama yang penting iaitu ruang dan masa (Space and Time ), ciri-ciri (Features), ruang lingkup (Coverage) dan objek ruang (Ruang Object). Model data ini mengambil kira ruang data dan bukan ruang data. Kedua-dua elemen itu digabungkan di bawah satu rekabentuk model data. Rajah 2.5, menunjukkan asas rekabentuk model data GISER.
Rajah 2.5: Rekabentuk Model Data GISER [30] Model data ini diimplimentasikan dengan menggunakan kaedah ObjectOriented Databases di dalam satu aplikasi Kepintaran Sistem Kenderaan (ITS). Hasil daripada implimentasi ini menimbulkan isu data yang berkesinambungan.
33
2.6.3
Model Data SAND (1997) SAND (Spatial And Nonspatial Database) ialah satu lagi sistem pangkalan
data yang mengintegrasikan antara data ruang dan data bukan ruang. SAND diperkenalkan oleh Prof. Hanan Samet dan Claudia Esperanca daripada Computer Science Department, University Of Maryland [7]. Model data ini dibangunkan dengan tujuan untuk mengatasi masalah integrasi antara data ruang dan data bukan ruang. Sistem pangkalan data ini mempunyai keupayaan untuk mengeluarkan dan menyimpan kedua-dua jenis data. SAND menggunakan kaedah permodelan berdasarkan objek [7]. Ia diimplimentasikan dengan menggunakan kaedah peningkatan model data hubungan. Sehingga tahun 1997, SAND masih lagi dalam kajian untuk meningkatkan proses mengeluarkan data dan menghasilkan paparan yang sesuai. Setakat ini, SAND telah digunakan di dalam pangkalan data imej [5].
2.6.4 Model Data IGMX Model data IGMX pula dibangunkan berdasarkan tiga elemen penting iaitu data geografi, pandangan pengguna dan tujuan model data di hasilkan [49]. Elemen tersebut penting bagi mentakrifkan ide tentang dunia sebenar serta menguruskan GIS. Terdapat empat objek utama iaitu Observation Point (PO), Description Point (PD), Plane References (PR) dan Terrain Mapping (UT). PO mewakili titik lokasi di atas bumi. PD mewakili titik penting data tersebut di atas bumi, juga mewakili set titik yang membentuk objek dan maklumat seperti yang terdapat di atas peta [49]. Rajah 2.6, menunjukkan asas model data IGMX.
34
PO
PD
PR
UT
Rajah 2.6: Objek Utama Dalam Model Data IGMX [49]
2.6.5
Model Data GODOT GODOT (Geographical Data Management With Object-Oriented
Techniques) ialah satu lagi model data yang mengandungi data ruang dan data bukan ruang. Model data ini dibina dengan tujuan mengatasi masalah integrasi data ruang dan data bukan ruang yang mempunyai data yang komplek. Relational Data Model sukar untuk memodelkan data yang kompleks [12]. Kaedah yang digunakan untuk menghasilkan model data ini adalah kaedah permodelan berdasarkan objek (Object Based). Model data GODOT dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu objek grafik, objek tematik dan objek geogmetri. Objek grafik objek mewakili kelas bagi simbol dan warna. Objek tematik pula mewakili maklumat bukan ruang. Manakala objek geometri objek pula mewakili data ruang. GOGOT lebih lama diperkenalkan iaitu sekitar tahun 1993 [12]. Rajah 2.7, menunjukkan asas konsep model data GODOT.
35
Rajah 2.7: Tiga Katogeri Model Data GODOT [12]
2.6.6
Model Data MHIS Model pangkalan data yang digunakan dalam membangunkan Sistem
Maklumat Hidrologi Malaysia (MHIS) adalah berdasarkan sistem kiub [1,46]. Terdapat tiga koordinat penting iaitu •
Indentiti Ciri-Ciri (FID)
•
Identiti Atribut (DID)
•
Masa dan Tarikh (TID)
Ketiga-tiga koordinat ini digunakan untuk menentukan data yang disimpan. FID merujuk kepada nilai data yang telah diukur ataupun nilai kekunci bagi data ruang. DID merujuk kepada kekunci yang menerangkan tentang FID. Dengan erti kata lain, ia adalah kekunci bagi data ruang yang diambil. TID merupakan kekunci pada masa nilai data itu diambil. TID tidak merujuk kepada data ruang tetapi hanya kepada data bukan ruang yang berubah seperti hujan dan kedalaman air. Rajah 2.8, menunjukkan secara ringkas logik model data.
36
(DID)
(FID)
(TID)
Rajah 2.8: Gambaran Logikal Sistem Kiub [1]
Sistem tersebut diimplimentasikan dalam dua sistem pangkalan data yang berbeza, iaitu Informix RDBMS dan ArcInfo. Informix RDBMS digunakan untuk menyimpan atribut data atau data bukan ruang dan ArcInfo digunakan untuk menyimpan data ruang. Dalam kes ini masalah yang timbul ialah kesepaduan data yang diintegrasikan antara data ruang dan bukan ruang berlaku di peringkat aplikasi GIS.
2.6.7
Model Data Berdasarkan Peristiwa (1998) Kajian ini dijalankan oleh Dong Weng di Florida Atlantic University [41].
Kajian ini menggunakan kaedah permodelan berdasarkan perubahan. Model data ini diimplimentasikan dalam Sistem Maklumat Pengangkutan.
37
Tujuan penyelidikan yang dijalankan adalah untuk mempersembahkan pergerakan data ruang yang mewakili titik bagi kenderaan dan menguruskan perubahan bagi setiap pergerakan kenderaan. Kajian ini dilakukan berdasarkan satu isu iaitu pengurusan proses pergerakan objek di atas permukaan bentuk muka bumi. Beliau menyatakan bahawa hubungan antara perubahan atau fenomena dengan data geografi adalah satu hubungan yang erat. Hubungan ini adalah berdasarkan masa pergerakan alam. Hasil daripada penyelidikan beliau, model data yang dihasilkan adalah seperti yang terdapat di rajah 2.9. Rajah 2.9 menerangkan konsep bagi model data tersebut. Kandungan Even Based Data Model adalah terdiri daripada entiti perubahan, orang (pengguna kenderaan), maklumat ruang serta ciri-cirinya dan faktor perubahan. Implimentasi bagi model data ini adalah dengan menggunakan kaedah model pangkalan data hubungan. ArcView digunakan untuk menghasilkan aplikasi tersebut. Hasil daripada implimentasi, model data didapati berjaya untuk menguruskan perubahan yang tersimpan di dalam pangkalan data. Walaupun begitu, beliau menyatakan bahawa model yang dihasilkan masih belum dicuba dengan menggunakan perubahan yang lebih kompleks dan menyeluruh.
38
Rajah 2.9: Konsep Model Data Berdasarkan Peristiwa [41]
2.7
Kesimpulan Hasil daripada tinjauan yang telah dilakukan terhadap penyelidikan yang
telah dijalankan oleh penyelidik dalam bidang model data bagi (GIS), secara kesimpulannya terdapat empat pendekatan yang boleh digunakan dalam menyelesaikan isu penyelidikan yang penulis lakukan. Pendekatan tersebut ialah model data berdasarkan objek, model data berdasarkan ruang, model data berdasarkan ciri-ciri geografi dan model data berdasarkan arah. Masing-masing mempunyai kelebihan dan kebaikan sepertimana yang telah dibincangkan terdahulu. Namun begitu, bagi menyelesaikan masalah penyelidikan yang dinyatakan oleh penulis, kesemua kaedah tersebut perlu ditingkatkan.
39
Terdapat model data yang telah dihasilkan mempunyai kemampuan untuk mengintegrasi antara data ruang dan data bukan ruang iaitu model data berdasarkan ciri-ciri geografi. Namun begitu kemampuan model data tersebut adalah terhad kepada data yang tidak dipengaruhi oleh faktor masa. Terdapat juga model data yang dihasilkan dalam menyelesaikan isu masa dalam model data. Contohnya, Even Based Data Model. Namun begitu, ia dihasilkan dengan menggunakan dua pangkalan data yang berbeza bagi pengurusan data ruang dan data bukan ruang. Hal ini akan merujuk kepada isu integrasi antara data ruang dan data bukan ruang. Dalam kajian literasi juga penyelidik telah menemui kaedah yang berkesan bagi pengurusan data geografi yang berubah. Kaedah tersebut adalah sistem kiub. Keberkesanannya boleh dilihat hasil daripada pemerhatian terhadap pelaksanaan yang telah dijalankan oleh penyelidik terdahulu untuk menghasilkan Malaysian Hydrological Information System (MHIS). Namun begitu ia hanya digunakan terhadap data bukan ruang sahaja.
40
BAB III
METODOLOGI PENYELIDIKAN
3.1
Pendahuluan Penyelidikan ini bertujuan untuk menghasilkan satu integrasi model data
baru bagi menyelesaikan isu yang telah diperkatakan dalam penyataan masalah. Penyelidikan terbahagi kepada dua fasa. Fasa pertama adalah untuk menghasilkan model data dan fasa kedua merupakan implimentasi dan pengujian terhadap model data yang telah dihasilkan. Dalam fasa pertama, kajian dilakukan untuk meningkatkan kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi. Kaedah tersebut ditingkatkan bagi tujuan menyelesaikan isu pengurusan perubahan data geografi. Penggunaannya adalah berdasarkan kejayaan kajian yang telah dilakukan oleh Wang Feng dan rakan-rakan [10]. Sistem Kiub digunakan sebagai pendekatan untuk menghasilkan model data. Sistem ini memudahkan pengurusan data yang berkaitan dengan masa. Penggunaan kaedah ini berdasarkan kejayaan yang telah dicapai sebelum ini oleh Institut Teknologi Perisian, Universiti Teknologi Malaysia[46] dalam membina model data untuk pangkalan data Malaysian Hidrological Information System (MHIS).
41
Fasa kedua, merupakan fasa pengujian terhadap model data yang telah dihasilkan. Implimentasi model ini adalah menggunakan kaedah model pangkalan data hubungan. Ia melibatkan keperluan pengguna yang terdapat di dalam Malaysian Hydrological Information System (MHIS) yang berfokus kepada pengurusan data ruang (integrasi data dan pengurusan perubahan data ruang). Pengujian dilakukan dengan menghasilkan algoritma untuk memasukkan data ke pangkalan data, mengeluarkan data mengikut permintaan pengguna dan mengeluarkan data untuk satu lapisan data. Rajah 3.1 menunjukkan rekabentuk metodologi penyelidikan.
Fasa 1 Kajian Masalah (Model Data MHIS dan Lain-lain Model)
Permodelan Berasaskan ciri-ciri geografi
+
Sistem Kiub
Model Data
Fasa 2 Implimentasi dengan Menggunakan Model Pangkalan Data Hubungan
Pengujian terhadap Pangkalan Data
Rajah 3.1: Rekabentuk Metodologi Kajian
42
3.2
Peningkatan Model Berasaskan Ciri-Ciri Geografi Merujuk kepada Usery [34], ciri-ciri geografi ditakrifkan sebagai satu asas
untuk mempersembahkan fenomena geografi. The U.S National Committee for Digital Cartographic Data Standards dan U.S Geological Survey mendefinisikan ciri-ciri geografi mempunyai dua perkara iaitu data sebenar geografi dan persembahan peta dalam bentuk grafik. Sementara, Wang Feng dan rakan-rakannya [10] telah menambah definisi tersebut kepada tiga perkara iaitu entiti geografi, objek geografi dan simbol grafik. Ini berdasarkan pernyataan bahawa, manusia melihat dan memahami peta. Definisi tersebut dikembangkan oleh penulis dalam penyelidikan ini. Proses pertambahan ini adalah berdasarkan kepada pemerhatian yang telah dilakukan bagi menyelesaikan isu penyelidikan dalam laporan ini. Penambahan ini berdasarkan ciriciri geografi yang berubah mengikut perubahan semula jadi atau fenomena geografi serta aktiviti manusia. Kajian dan analisis telah dilakukan terhadap data-data bagi kajian kes MHIS dan juga pemerhatian kepada perubahan peta yang berlaku. Menurut sumber maklumat daripada JUPEM, kegiatan pengukuran dilakukan setiap tiga hingga lima tahun untuk merekodkan perubahan. Keadaan perubahan yang berlaku dalam dunia nyata adalah seperti berikut: 1. Data-data berubah mengikut keadaan semula jadi dan peredaran masa. Sebagai contoh data hujan bagi sesuatu kawasan, data kedalaman sungai dan sebagainya. Data seperti ini lebih dikenali sebagai data yang direkod mengikut masa (Time-Series Data). 2. Data-data berubah melibatkan perubahan rupa bentuk kawasan. Perubahan berlaku disebabkan fenomena alam seperti banjir yang mengubah keadaan sungai, dan tanah runtuh. Perubahan juga berlaku akibat aktiviti manusia seperti pembinaan kawasan perumahan, pembinaan empangan dan proses melebarkan dan mendalamkan sungai. Perubahan ini juga boleh membawa kepada perubahan nama ciri-ciri geografi.
43
Perubahan yang dibincangkan di atas berlaku terhadap kesemua komponen yang terdapat dalam ciri-ciri geografi. Perubahan berlaku terhadap data ruang dan maklumat geografi. Sekiranya dilihat semula kepada takrifan ciri-ciri geografi yang ditakrifkan oleh U.S National Committee for Digital Cartographic Data Standards dan U.S Geological Survey [47], ciri-ciri geografi merupakan kombinasi data ruang dan data bukan ruang. Unsur perubahan sebenarnya adalah merujuk kepada perubahan ciri-ciri geografi. Jika perubahan berlaku terhadap data bukan ruang ini akan mengubah maklumat tentang ciri-ciri geografi. Bagaimanapun, perubahan yang berlaku terhadap data ruang juga akan membawa kepada perubahan ciri-ciri geografi. Sekiranya berpandukan persoalan yang sering dikemukakan oleh pengguna dalam mengenal pasti sesuatu kejadian, biasanya pengguna merujuk kepada bila kejadian berlaku dan bagaimana keadaan pada ketika itu? Sehubungan itu, perubahan sebenarnya adalah subset kepada ciri-ciri geografi. Di sini perlu wujud satu entiti yang merekodkan masa perubahan yang berlaku terhadap ciri-ciri geografi. Kaedah penyelesaian terhadap peningkatan yang perlu dilakukan, adalah dengan cara menambah satu entiti yang boleh merekodkan masa. Dalam hal ini, penyelidik telah menambah satu entiti yang disebut sebagai masa. Rajah 3.2 menunjukkan takrifan yang baru bagi ciri-ciri geografi.
Ciri-ciri Geografi
Data Ruang
Data bukan
Persembahan data
Entiti Masa
ruang
Rupa bentuk
Maklumat
dan lokasi
Geografi
Grafik dan Simbol
Data ruang dan data bukan ruang yang berubah
Rajah 3.2: Kaedah Permodelan Berdasarkan Ciri-Ciri Geografi
44
3.3
Sistem Kiub Sistem Kiub sebelum ini telah digunakan dalam model data bagi Malaysian
Hydrological Information System (MHIS) bagi tujuan pengurusan atribut geografi yang sentiasa berubah. Penggunaannya merujuk kepada perubahan data yang melibatkan kepada fenomena semula jadi seperti perubahan hujan dalam satu kawasan, perubahan aras air sungai, perubahan kualiti air dan sebagainya. Dalam penyelidikan ini, sistem kiub digunakan untuk mengurus perubahan bagi data ruang. Penulis juga menggunakan pendekatan yang sama untuk menguruskan data bukan ruang, yang mana ia sama dengan penggunaannya dalam model data MHIS. Strukturnya masih lagi dikekalkan dan dikembangkan kepada penggunaan maklumat yang khusus bagi ciri-ciri geografi seperti nama khas dan sebagainya. Oleh itu, sistem kiub digunakan secara langsung untuk menguruskan perubahan yang berlaku terhadap data ruang dan data bukan ruang. Konsep koordinat yang digunakan masih sama. Perubahan dilakukan terhadap hubungan di mana kata kunci bagi data bukan ruang ditukar kepada data ruang. Oleh yang demikian, koordinat yang terdapat dalam sistem koordinat yang baru ialah FID, TID dan GID yang mana GID merujuk kepada data ruang. Rajah 3.3 menunjukkan rajah kiub yang digunakan untuk menguruskan data ruang.
FID
TID
GID
Rajah 3.3: Sistem Kiub Yang Digunakan
45
Secara kesimpulannya, dua kiub digunakan bagi tujuan pengurusan data ciriciri geografi yang masing-masing adalah untuk data ruang dan data bukan ruang. Kandungan data dalam kiub pula masing-masing menggambarkan perubahan yang berlaku dalam kedua-dua jenis data tersebut.
3.4
Integrasi Model Berasaskan Ciri-Ciri Geografi dan Sistem Kiub Dalam kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi, terdapat empat
elemen penting dalam kajian ini. Kaedah sistem kiub mempunyai kemampuan untuk menguruskan data berdasarkan masa. Titik pertemuan antara dua kaedah ini adalah elemen masa. Oleh itu, kajian integrasi bagi dua kaedah tersebut adalah untuk menghasilkan model data. Kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi pula dipetakan kepada sistem kiub bagi menghasilkan model data. Model data hendaklah memenuhi segala keperluan yang terdapat dalam kedua-dua kaedah. Proses integrasi dilakukan berdasarkan empat elemen yang terdapat di dalam kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi. Elemen ini dibahagikan kepada dua bahagian iaitu data ruang dan data bukan ruang. Dalam kedua-dua bahagian mempunyai unsur masa. Ini kerana, perubahan yang berlaku adalah berdasarkan perubahan masa. Rajah 3.4 menunjukkan proses integrasi kedua-dua kaedah bagi memperolehi satu model data yang mengandungi data ruang dan data bukan ruang serta ia boleh membantu menguruskan perubahan bagi ciri-ciri geografi. Dalam konteks integrasi antara data ruang dan data bukan ruang, integrasi berlaku dengan kata kunci yang sama iaitu kata kunci FID. Ia terdapat dalam keduadua kiub. Sebagai rumusan, integrasi antara dua kaedah ini membawa kepada satu dimensi baru bagi pengurusan data geografi. Kelebihan yang ada pada kedua-dua kaedah tersebut akan menghasilkan satu model data yang mempunyai keupayaan bersepadu yang mengandungi data ruang dan data bukan ruang. Ia mempunyai
46
kebolehan menguruskan perubahan data serta mengandungi elemen persembahan maklumat geografi.
Ciri-Ciri Geografi
Data Ruang
Data Bukan Ruang
Masa
Masa
Paparan
Perubahan Data Bukan Ruang
Perubahan Data Ruang
FID
FID
Integrasi
TID
TID
GID
DID
FID= Rujukan Ciri-Ciri Geografi TID= Rujukan Masa Perubahan GID= Rujukan Geogmetri
FID= Rujukan Ciri-Ciri Geografi TID= Rujukan Masa Perubahan DID= Rujukan Geografi Attribut
Kandungan: Paparan Maklumat Perubahan Data Ruang
Kandungan: Maklumat Data Bukan Ruang Maklumat Perubahan Data Bukan Ruang
Rajah 3.4: Integrasi Antara Kaedah Permodelan Berdasarkan Ciri-Ciri Geografi dengan Sistem Kiub
47
3.5
Model Pangkalan Data Hubungan Dalam penyelidikan ini, model pangkalan data hubungan digunakan bagi
menterjemahkan kiub kepada bentuk jadual. Kiub mempunyai tiga set koordinat (x,y,z) bagi setiap sel. Koordinat ini akan menjadi kata kunci bagi rujukan untuk setiap data. Rajah 3.5 menunjukkan secara umum perterjemahan kiub kepada jadual hubungan.
X
Y
X
Y
Z
Nilai n
Nilai n+1
Z
Rajah 3.5: Terjemahan Sistem Kiub kepada Bentuk Jadual
Kiub akan menjadi satu jadual yang mempunyai tiga kekunci yang mengawal perubahan dan penambahan data. Sekiranya dilihat kepada prinsip kaedah model pangkalan data hubungan, ia merupakan satu kesalahan. Ini kerana setiap satu jadual perlu mempunyai satu kekunci utama [48].
3.6
Pendekatan Persembahan Berasaskan Lapisan (Layer Based Approach) Kaedah berdasarkan Lapisan (Layer-Based) ialah satu kaedah yang
digunakan bagi mempersembahkan set data digital ke dalam bentuk peta digital. Kaedah ini digunakan oleh Wang Feng dan rakan-rakannya dalam kajiannya [10] untuk mengeluarkan set data sebagai paparan.
48
Konsep kaedah berdasarkan lapisan adalah dengan memecahkan kandungan peta-peta kepada set ciri-ciri geografi. Setiap lapisan akan mewakili satu set jenis ciri-ciri geografi. Tujuannya, adalah untuk memberi pilihan kepada pengguna akhir untuk menganalisis kawasan dan peta, serta menepati permintaan pengguna akhir. Kaedah ini digunakan bagi mengeluarkan data untuk dipersembahkan sebagai peta digital. Ia menjadi garis panduan untuk mengeluarkan data. Untuk mengeluarkan data, set lapisan perlu berdasarkan kepada masa yang diminta oleh pengguna. Pada kebiasaannya kaedah ini digunakan untuk mengeluarkan data mengikut lapisan tanpa mengira tarikh dan waktu.
49
BAB IV
REKABENTUK MODEL DATA
4.1
Pendahuluan Berdasarkan metodologi penyelidikan, dua kaedah utama digunakan bagi
menghasilkan satu model data. Kaedah tersebut ialah kaedah model data berdasarkan ciri-ciri geografi dan kaedah sistem kiub. Kaedah ciri-ciri geografi telah ditingkatkan dengan penambahan satu entiti iaitu entiti masa. Ia diintegrasikan dengan sistem kiub. Sistem kiub digunakan untuk mengurus perubahan data yang berlaku. Dalam hal ini, sistem kiub diimplimentasikan terhadap pengurusan perubahan data ruang. Perbincangan menyingkap secara terperinci rekabentuk model data yang telah dihasilkan. Ia termasuk pembinaan prototaip sistem pangkalan data yang menggunakan model pangkalan data hubungan sebagai pendekatan implimentasi. Pemilihan model pangkalan data hubungan adalah atas dasar kebolehan model pangkalan data tersebut mentakrif hubungan data dan mampu ditampung oleh kebanyakan perisian pangkalan data.
50
4.2
Rekabentuk Model Data Dua Kiub Model data yang dihasilkan adalah berdasarkan gabungan kaedah
permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi rujukan daripada Wang Feng dan rakanrakannya [10] dan kaedah kiub rujukan daripada Institut Teknologi Perisian [1,46]. Seperti yang telah dinyatakan dalam bab 3, kaedah permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi ditambah satu entiti baru untuk menyelesaikan masalah penyelidikan. Kaedah tersebut dipadankan dengan dua kiub yang masing-masing adalah untuk menguruskan perubahan data ruang dan data bukan ruang. Satu model data yang dinamakan sebagai Model Data Dua Kiub dihasilkan hasil gabungan kedua-dua kaedah itu.. Rajah 4.1 menunjukkan model data yang dihasilkan.
Masa
(TID) (TID)
(DID)
(GID)
(FID)
(FID)
Ciri-ciri Geografi
Objek Geografi
Atribut Geografi
Rajah 4.1: Konsep Model Data Dua Kiub
51
Model data tersebut mempunyai empat kata kunci penting yang menjadi hubungan antara data-data. Antara kata kunci tersebut ialah: 1. FID (Feature Identification) - Kata kunci ini merupakan kata kunci utama yang menjadi rujukan bagi setiap ciri geografi yang terdapat di atas permukaan bumi. Kata kunci ini terdapat di kedua-dua kiub bagi memastikan integrasi antara data ruang dan data bukan ruang berlaku. Ia juga mempunyai jadual tersendiri yang menerangkan secara terperinci tentang maklumat ciri-ciri geografi. Maklumat tersebut adalah maklumat khas yang tidak berubah ciri-ciri geografinya. 2. TID (Time Identification) - Kata kunci ini adalah kata kunci untuk rujukan dari semasa ke semasa apabila data direkodkan oleh pengumpul data. Kata kunci ini terdapat di dalam kedua-dua kiub yang masingmasing digunakan untuk merekod masa bagi setiap data. Kegunaannya adalah lebih kepada untuk menguruskan data yang berubah. Data ruang merujuk kepada perubahan bentuk rupa objek yang berlaku apabila data diambil. Data bukan ruang pula merujuk kepada perubahan data. Contoh data hujan yang direkod setiap kali berlaku hujan. Data direkod berdasarkan peristiwa yang berlaku. Selain itu, terdapat data yang diambil mengikut sela masa tertentu. Perubahan bagi data bukan ruang juga berlaku pada atribut data (iaitu data maklumat ruang seperti nama). Perubahan ini mungkin terjadi apabila berlaku perubahan bentuk muka bumi yang melahirkan ciri-ciri geografi yang baru. Sebagai contoh aktiviti meratakan bukit bagi mewujudkan kawasan perumahan atau pembinaan empangan baru, akan memberi perubahan kepada ciri geografi. 3. DID (Description Identification)- Kata kunci ini hanya terdapat di dalam kiub data bukan ruang sahaja. Kata kunci ini merujuk kepada keterangan bagi data yang diambil. Contohnya, jika data tersebut adalah data hujan, ia akan merujuk kepada nama stesen dan maklumat terperinci tentang stesen tersebut.
52
4. GID (Geometric Identification)- Kata kunci ini hanya terdapat di dalam kiub data ruang. Ia merupakan satu kata kunci yang merujuk kepada objek geometri bagi ciri-ciri geografi. Ia dilengkapi dengan jadual yang tersendiri. Jadual tersebut menyimpan set titik-titik yang membentuk objek ruang tersebut. Daripada keterangan di atas, kata kunci yang akan menghubungkan antara data ruang dan juga data bukan ruang adalah kata kunci FID. Pengeluaran data boleh berlaku dengan menggunakan kata kunci ini. Rajah 4.2 menunjukkan jadual yang mempunyai kata kunci yang menghubungkan antara data ruang dan juga data bukan ruang.
Integrasi Data
Data Ruang GID G1 G2
TID 28/2 28/2
FID a b
Data Bukan Ruang FID a b
TID 18/1 19/1
DID D1 D2
Rajah 4.2: Integrasi Antara Data Ruang dan Data Bukan Ruang Berdasarkan rajah 4.2 kata kunci FID mempunyai nilai a, berdasarkan kata kunci untuk mengetahui objek ruang, proses pengeluaran data boleh dilakukan dengan mendapatkan nilai GID daripada jadual data ruang dengan nilai FID = a . Dari situ tarikh data direkod boleh didapati dengan mengeluarkan nilai TID bagi data ruang. Dengan adanya nilai GID, kita akan memperolehi set data yang membentuk ruang untuk dipaparkan kepada pengguna. Data bukan ruang boleh dikeluarkan berdasarkan FID dengan mendapatkan nilai DID daripada jadual data bukan ruang. Untuk melakukan analisis masa terhadap data-data yang terdapat di dalam pangkalan data, secara teori, TID merupakan elemen yang penting untuk tujuan tersebut.
53
Proses untuk mengeluarkan data boleh dibuat berdasarkan kepada pengujian terhadap nilai TID pada kedua-dua jadual. Sekiranya operasi tersebut adalah untuk melihat data ruang, nilai FID dan TID boleh dirujuk pada jadual data ruang untuk mendapatkan objek geometri pada ciri-ciri geografi tertentu. Dalam keadaan ini, pengguna boleh melihat perubahan yang berlaku terhadap data ruang tersebut dengan memberi nilai sela TID yang diperlukan oleh pengguna. Proses yang sama juga berlaku terhadap data bukan ruang. Rajah 4.3 menunjukkan secara fizikal proses ini berlaku.
Data Ruang
Data Bukan Ruang Proses Pengujian Masa
GID G1 G2 G3 G4
TID 28/2 28/2 28/3 28/4
FID a b a a
FID a b a a
TID 18/1 19/1 19/1 20/1
DID D1 D2 D1 D1
Rajah 4.3: Proses Pengujian Perubahan Data. Daripada rajah 4.3, sekiranya pengguna ingin melihat perubahan yang berlaku kepada Ciri-ciri geografi yang bernilai a, pengguna boleh menggunakan FID sebagai a dan memasukkan nilai sela TID (1/1 di antara 1/4). Data yang akan dikeluarkan ialah {G1,G3}. Nilai ini akan digunakan untuk mendapatkan rupa bentuk objek untuk dipaparkan.
54
4.3
Komponen Model Data Dua Kiub Dalam rajah 4.1, komponen yang terdapat di dalam model data adalah terdiri
daripada lima komponen yang penting. Komponen tersebut ialah ruang, data atribut, data bukan ruang yang berubah, data ruang yang berubah dan elemen persembahan. Komponen ini melengkapi satu set maklumat yang terdapat pada satu ciri geografi. Ruang ialah satu komponen yang mengandungi data-data yang membentuk rupa bentuk dan lokasi bagi maklumat ciri-ciri geografi. Ia terdiri daripada set data vektor. Data adalah berbentuk set titik-titik (x,y,z). Data atribut merupakan satu komponen yang menerangkan ciri-ciri geografi yang terdapat di atas permukaan bumi. Ia melengkapi data ruang dengan menerangkan maklumat geografi bagi rupa bentuk ruang yang terdapat di dalam pangkalan data. Data bukan ruang yang berubah adalah satu komponen yang merekodkan perubahan yang berlaku terhadap data atribut (maklumat geografi). Terdapat dua jenis perubahan yang berlaku iaitu perubahan berdasarkan fenomena alam dan perubahan yang berlaku berdasarkan kegiatan manusia. Sebagai contoh data hujan, data paras air dan sebagainya. Perubahan yang berlaku berdasarkan kegiatan manusia pula adalah seperti penambahan stesen hujan baru, perubahan nama pada stesen dan sebagainya. Data spatial yang berubah adalah komponen yang juga bergantung pada perubahan masa. Ia hanya merekodkan perubahan yang melibatkan rupa bentuk dan lokasi. Contohnya, perubahan sungai yang disebabkan banjir ataupun perubahan satu kawasan untuk tujuan pembinaan. Perubahan ini akan membawa perubahan pada paparan digital dan bergantung kepada para penganalisis data untuk mengkelaskan data tersebut. Elemen persembahan ini merupakan satu komponen yang membolehkan data dipersembahkan dalam bentuk digital bersama dengan warnawarna tertentu.
55
4.4
Rekabentuk Pangkalan Data Model data cadangan menggunakan kiub sistem dan dan juga kaedah
permodelan berdasarkan ciri-ciri geografi. Perbincangan di atas telah diterangkan secara konsep model data tersebut. Dalam perbincangan ini akan diterangkan pula tentang bagaimana model data tersebut boleh diimplimentasikan dengan menggunakan kaedah model pangkalan data hubungan. Berdasarkan rajah 4.1, kedua-dua kiub ditukarkan ke dalam bentuk jadual untuk merekabentuk pangkalan data. Kiub yang pertama adalah untuk jadual bagi data ruang dan kiub yang kedua adalah untuk menguruskan data bukan ruang. Dalam kiub ruang, FID,TID dan GID menjadi rujukan dan begitu juga dengan kiub bukan ruang, FID, TID dan DID menjadi rujukan kepada data. Rajah 4.4 menunjukkan lakaran fizikal pangkalan data yang menggunakan kaedah model pangkalan data hubungan.
Rajah 4.4: Rekabentuk Fizikal Model Data Dua Kiub
56
Daripada rajah 4.4 terdapat beberapa jadual yang penting yang perlu ada bagi setiap pangkalan data yang menggunakan model data ini (Double Cube Data Model). Antara jadual yang penting ialah: •
Jadual Bagi Data Bukan ruang (Kiub 1) (FID , DID, TID, Atribut n ,.... Atribut n+1);
•
Jadual Bagi Data Ruang (Kiub 2) (FID , GID, TID, Atribut n ,.... Atribut n+1);
•
Jadual Bagi Menyimpan Data Geometri (GID , SEQ , x1 , y1 , z1 , ..... , Xn , Yn , Zn);
•
Jadual Bagi Nilai Masa (TID , MM, DD , YY );
•
Jadual Keterangan Mengenai Ciri-ciri Geografi (FID , Description );
•
Jadual Elemen Paparan (DisplayID, Color, Symbol, Keterangan, Atribut1, ….,Atribut n ); ……………………………………………………………………(4.1)
Dalam senarai jadual data di atas terdapat atribut yang menjadi pemboleh ubah iaitu seperti atribut 1, atribut n, yang merupakan pemboleh ubah yang memberi kebebasan kepada pengguna yang menggunakan model data untuk digantikan kepada nilai atribut yang bertepatan dengan keperluan pengguna. Ini kerana model data yang dicadangkan adalah untuk GIS secara umum. Untuk aplikasi GIS yang tertentu, model data boleh diimplimentasikan mengikut keperluan pengguna. Fakta di atas adalah satu garis panduan secara umum untuk menggunakan model data yang dicadangkan.
57
4.5
Perbincangan Model Data Dalam rekabentuk model data yang telah dihasilkan terdapat dua kiub yang
telah digunakan. Tujuan penggunaan dua kiub adalah untuk mengurangkan pengunaan memori yang tinggi dalam sistem pangkalan data. Perkara ini berlaku kerana perubahan yang berlaku di antara data ruang dan bukan ruang adalah tidak selari. Sekiranya diperhatikan secara teliti, perubahan yang kerap berlaku adalah data bukan ruang. Contohnya hujan, hujan berlaku tidak mengikut masa. Nilainya akan berbeza dari satu masa ke masa yang lain. Oleh yang demikian, nilai hujan direkodkan mengikut masa tersebut. Sekiranya kiub digabungkan menjadi satu sudah tentu, lajur kata kunci perlu ditambah dengan satu nilai yang berbeza antara dua kiub tersebut iaitu nilai GID. Rajah 4.5 menunjukkan jika menggunakan satu kiub sahaja. FID
TID
DID
GID
Fid1 Fid1 Fid1 Fid1 Fid1 Fid1
20/1 21/1 22/1 23/1 24/1 25/1
StH 1 StH 1 StH 1 StH 1 StH 1 StH 1
Kaw1 Kaw1 Kaw1 Kaw1 Kaw1 Kaw1
Nilai Hujan 20 26 27 30 23 24
Simbol /warna Biru Biru Biru Biru Biru Biru
Rajah 4.5 :Gabungan Dua Kiub menjadi Satu Kiub Daripada rajah 4.5 di atas, lajur yang berlorek adalah daripada kiub data ruang dan sebaliknya adalah data bukan ruang. Dalam keadaan nilai hujan yang sentiasa berubah, nilai data ruang tidak berubah. Oleh kerana digabungkan, data itu terpaksa direkod. Kesannya adalah memori sistem pangkalan data akan meningkat dari masa ke masa. Selain daripada itu, masa juga memainkan peranan penting menunjukkan perubahan yang berlaku. Sekiranya dalam keadaan seperti rajah 4.5 berlaku, tarikh bagi perubahan data ruang turut berubah. Oleh itu, tarikh sebenar data tersebut sudah tidak lagi benar.
58
Dapat dirumuskan di sini, bahawa penggunaan dua kiub dalam model data adalah untuk memastikan bahawa penggunaan memori dalam sistem pangkalan data tidak tinggi dan untuk mempastikan tidak berlaku konflik dalam menyimpan data ruang dan bukan ruang. Model Data Dua Kiub boleh digunakan oleh semua aplikasi GIS. Model yang dihasilkan adalah satu konsep yang menerangkan secara abstrak ruang storan dan proses penyimpanan data berlaku. Ia menerangkan kaedah pengurusan data ruang dan data bukan ruang. Di samping model data tersebut juga berkemampuan menyimpan data ruang dan data bukan ruang yang berubah. Pembangun aplikasi GIS boleh menggunakan Model Data Dua Kiub untuk sistem pangkalan data bagi GIS yang dihasilkan. Dalam hal ini, pembangun perlu membuat penambahan entiti dan atribut pada sistem pangkalan data terlebih dahulu. Ini kerana entiti dan atribut yang disediakan adalah selaras dengan semua keperluan aplikasi GIS. Penambahan berlaku dengan menggantikan Nilai..1 hingga Nilai.. n yang terdapat pada setiap jadual entiti bagi pangkalan data seperti yang terdapat pada ruang (4.1) di atas dengan kata kunci baru yang menghubungkan antara entiti yang diperlukan dengan jadual entiti yang sedia ada. Pertambahan entiti tidak mempunyai had tertentu. Ia bergantung kepada keperluan pembangun GIS menentukannya. Dapat disimpulkan di sini, bahawa Model Data Dua Kiub adalah bersifat dinamik. Penambahan boleh dilakukan mengikut keperluan penggunaan. Model Data Dua Kiub juga boleh digunakan oleh kesemua aplikasi GIS terutamanya aplikasi yang memerlukan unsur masa dalam sistem itu.
59
BAB V
IMPLIMENTASI DAN HASIL PENYELIDIKAN
5.1
Pendahuluan Bab ini akan membincangkan implimentasi Model Data Dua Kiub secara
terperinci. Ia juga turut membincangkan hasil penyelidikan yang diperolehi termasuk proses pengujian yang dilakukan. Model Data Dua Kiub diimplimentasi dengan menggunakan model pangkalan data hubungan. Data yang digunakan adalah berdasarkan kepada data yang terdapat di dalam Malaysia Hydrological Information System (MHIS). Ia diperolehi daripada pemerhatian dan temubual serta data yang sedia ada. Walau bagaimanapun data yang diberikan adalah terhad. Pengujian dilakukan terhadap aplikasi GIS yang telah dihasilkan. Tiga objektif yang ingin dicapai adalah persembahan peta dua dimensi, persembahan data mengikut sela masa dan pemerhatian terhadap integrasi data ruang dan bukan ruang .
60
5.2
Implimentasi Model Data Model Data Dua Kiub diimplimentasikan kepada rekabentuk pangkalan data
dengan menggunakan kaedah model pangkalan data hubungan. Melalui proses implimentasi, penyelidik menentukan entiti yang terlibat berdasarkan kepada Model Data Dua Kiub dan kaitannya dengan kajian kes. Hasil daripada proses rekabentuk sistem pangkalan data, rekabentuk konsep secara fizikal berjaya dihasilkan. Melalui rekabentuk konsep, penulis hanya memberi gambaran tentang atribut dan hubungan antara entiti. Sementara, dalam senibina fizikal, penulis menentukan hubungan yang diperlukan dengan penggunaan kata kunci, menentukan saiz atribut dan data serta format data, di samping menentukan nama medan yang akan digunakan dalam pembangunan pangkalan data.
5.2.1
Senarai Entiti Hasil daripada pemerhatian dan penyelidikan terhadap model data serta
keperluan pengguna dan kajian kes, terdapat sepuluh entiti yang terlibat dalam pangkalan data. Jadual 5.1 menerangkan setiap entiti tersebut. Nama entiti tersebut digunakan di dalam pangkalan data yang dibangunkan.
61
Jadual 5.1: Senarai Entiti Bil
Entiti
1
Cube_Nspatial
Keterangan Entiti Cube_Nspatial adalah entiti yang menyimpan data bukan ruang.
2
Cube_Spatial
Entiti Cube_Spatial adalah entiti yang menyimpan data ruang.
3
Feature
Entiti Feature adalah entiti yang menyimpan data mengenai maklumat bagi ciri-ciri geografi yang terdapat di permukaan bentuk muka bumi.
4
Geogmetri
Entiti Geogmetri adalah entiti yang menyimpan maklumat mengenai rupa bentuk objek spatial.
5
Geografi_Att
Entiti Geografi_Att adalah entiti yang menyimpan maklumat keterangan secara terperinci mengenai objek yang disimpan di dalam pangkalan data.
6
J_Feature
Entiti J_Feature adalah entiti yang menyimpan maklumat mengenai jenis ciri-ciri geografi.
7
Layer
Entiti Layer adalah entiti yang menyimpan maklumat mengenai lapisan data yang disimpan. Maklumat ini digunakan untuk mengeluarkan data mengikut lapisan.
8
Paparan
Entiti peparan merupakan entiti yang menyimpan maklumat paparan mengenai ciri-ciri geografi yang terdapat di dalam pangkalan data. Ia digunakan untuk mempersembahkan data dalam bentuk yang lebih difahami.
9
Period
Entiti Period adalah entiti yang menyimpan maklumat sela masa data hidrologi yang diambil untuk disimpan ke dalam pangkalan data.
10 Unit
Entiti Unit adalah entiti yang menyimpan maklumat unit bagi setiap data yang diambil. Ia digunakan untuk proses analisis dan juga pengiraan.
62
5.2.2
Senibina Fizikal Bagi Pangkalan Data Melalui rekabentuk fizikal data-data ditakrifkan sebagai nama medan data,
saiz dan jenis data. Jadual-jadual pula akan ditakrifkan sebagai hubungan antara jadual. Dalam rekabentuk fizikal, kedua-dua kiub yang terdapat di dalam Model data Dua Kiub diterjemahkan dengan menggunakan jadual masing-masing. Setiap jadual tersebut mempunyai tiga kata kunci yang utama yang akan memastikan bahawa data boleh diintegrasikan dan data boleh dikeluarkan untuk persembahan serta untuk pengujian terhadap entiti masa. Rajah 5.1 menunjukkan rekabentuk fizikal bagi pangkalan data menggunakan Model Data Dua Kiub dan penambahan entiti mengikut kajian kes.
63
J_FEATURE F_JENIS Text(10) KETERANGAN Memo LAYER LAYER_ID Text(10) JENIS_LAYER Integer KETERANGAN Memo
LAYER_ID = LAYER_ID F_JENIS = F_JENIS
GEOGRAFI_ATT DID Text(10) NAMA Text KETARANGAN Memo DID = DID
CUBE_SPATIAL FID Text(10) GID Text(10) TID DateTime DISPLAY_ID Text(10) T_RUJUKAN_X Integer T_RUJUKAN_Y Integer T_RUJUKAN_Z Integer
GID = GID
FEATURE FID = FID
FID F_JENIS KETERANGAN LAYER_ID
Text(10) Text(10) Memo Text(10)
FID = FID
UNIT UCODE KETARANGAN
CUBE_NSPATIAL FID Text(10) DID Text(10) TID DateTime NILAI Double UCODE Text(10) PCODE Text(10) AROUND Text(10)
Text(10) Memo
DISPLAY_ID = DISPLAY_ID
PCODE = PCODE
UCODE = UCODE
GEOGMETRI GID Text(10) SEQ Integer X Integer Y Integer Z Integer
PAPARAN DISPLAY_ID Text(10) SIM_IKON Text(100) COLOR Text(100) KETERANGAN Memo
PERIOD PCODE Text(10) KETERANGAN Memo
Rajah 5.1: Rekabentuk Fizikal Pangkalan Data
64
5.3
Sistem Pengurusan Data Satu sistem dibangunkan untuk membolehkan pengurusan data dilakukan bagi
melakukan pengujian terhadap proses pengeluaran data untuk persembahan bergrafik, integrasi data ruang dan data bukan ruang serta mempamerkan data mengikut sela masa. Pengujian yang dinyatakan adalah untuk membuktikan bahawa Model Data Dua Kiub boleh digunakan dan melihat sejauh mana keberkesanannya. Dalam sistem pengurusan data tersebut, penulis mengenalpasti bahawa terdapat tiga modul utama yang perlu dibangunkan iaitu modul kemasukan data, modul persembahan data bergrafik (peta) dan modul pengeluaran data dari pangkalan data. Ketiga-tiga modul ini merangkumi proses pengujian yang akan dilakukan. Rajah 5.2 menunjukkan modul yang terlibat dalam sistem pengurusan data.
Proses Input Insert New Feature Data
Peta Dan Maklumat Map And Map And Geographic Geografi
Geographic Attributte Attributte
Papar Map Presentation Peta
Map
Info
Info
Capai Data
Data Retrival
Geographic Attributte Data
Rajah 5.2 : Modul Sistem Pengurusan Data
Pangkalan Data Database
65
5.3.1 Proses Kemasukan Data Bagi sistem pengurusan data yang dibincangkan, terdapat dua jenis data yang perlu dimasukkan ke dalam pangkalan data yang dibina, iaitu data ruang dan data bukan ruang. Bagi data ruang, data yang diperolehi adalah data dalam format perisian AutoCad. Data tersebut perlu ditukarkan ke bentuk yang boleh difahami. Oleh itu, data ditukarkan ke dalam teks fail format. Data yang ditukarkan ke dalam format tek akan dipecahkan mengikut objek-objek. Rajah 5.3 menunjukkan proses yang berlaku untuk menukarkan data dalam format perisian AutoCad kepada format teks fail dan kemudian dipecahkan mengikut objek-objek yang terdapat di dalam satu lapisan untuk dimasukkan ke dalam pangkalan data. . Peta dalam Format ( *.dwg)
Poligon ID, X, Y, Z Poligon ID, X1, Y1, Z1 ………. ……….. Poligon ID, Xn, Yn, Zn Objek 1
Objek 2
Objek 3
Tek fail format (*.txt)
Rajah 5.3: Proses Penukaran Format Data Data ruang dimasukkan ke dalam pangkalan data mengikut objek bersama dengan atribut. Setiap objek yang dimasukkan mempunyai nilai masa dan tarikh. Ini
66
bertujuan untuk mengenal pasti perubahan yang berlaku terhadap ciri-ciri geografi. Rajah 5.4 menunjukkan antaramuka bergrafik bagi proses kemasukan objek dan data atribut.
Rajah 5.4 : Antaramuka Bergrafik Proses Kemasukan Data.
Bagi data jujukan masa yang melibatkan data ruang, data dimasukkan dengan menggunakan antaramuka seperti di dalam rajah 5.5. Dalam proses tersebut, masa (TID) dan objek (FID) serta maklumat atribut (DID) adalah rujukan kekunci penting yang perlu dimasukkan.
67
Rajah 5.5: Antaramuka Bergrafik Proses Kemasukan Data Jujukan Masa.
5.3.2
Proses Capaian Data
Proses capaian data yang dilakukan bertujuan untuk membekal data bagi menghasilkan paparan maklumat bergrafik, integrasi data ruang dan data bukan ruang dan juga melakukan proses analisis terhadap masa. Secara umumnya, proses capaian data berlaku dengan membuat pilihan data dengan kata kunci FID yang terdapat dalam jadual dan terdapat aturcara yang perlu diaktifkan untuk mengeluarkan data.
68
5.3.2.1 Persembahan Bergrafik (Peta 2D) Persembahan bergrafik atau peta 2 dimensi, digunakan untuk mempersembahkan data hasil daripada pemilihan pengguna mengikut keperluan dan juga hasil pengujian terhadap masa serta integrasi data ruang dan data bukan ruang. Bagi tujuan tersebut, data dikeluarkan dengan menggunakan kata kunci FID dan tarikh yang dipilih. Data itu kemudian dikeluarkan mengikut pilihan dan dijanakan dalam bentuk peta 2 dimensi untuk dipersembahkan.
Algoritma persembahan adalah seperti berikut: 1. Pilih lapisan serta tahun data yang ingin dikeluarkan 2. Berdasarkan kepada nilai tersebut keluarkan kesemua objek yang terdapat bagi setiap lapisan yang dipilih mengikut tahun yang diperlukan. Cth : code SQL select * from Geogmetri Where GID=:SP order by Seq;
Hasil daripada set algoritma adalah set titik-titik yang membentuk peta 2 dimensi bagi satu lapisan. Sekiranya pengguna memilih untuk memaparkan lebih daripada satu lapisan, aturcara ini akan digunakan berulang kali.
69
5.3.2.2 Integrasi Antara Ruang dan Bukan Ruang Dalam proses integrasi data ruang dan data bukan ruang, kata kunci FID digunakan sebagai penghubung di antara data ruang dan data bukan ruang. Oleh itu, proses capaian data berlaku dengan memberi nilai FID. Dengan nilai FID itu, data ruang dan juga data bukan ruang dikeluarkan untuk diproses. Rajah 5.6 menunjukkan secara proses integrasi data ruang dan data bukan ruang.
FID
DID
GID TID
Display
Spatiotemporal
Temporal
Att Data
Rajah 5.6 : Proses Integrasi antara Data Ruang dan Data Bukan Ruang Hasil daripada penggunaan FID, data objek boleh dikeluarkan dengan menggunakan kekunci GID. Proses yang sama berlaku bagi mengeluarkan data atribut untuk setiap ciri geografi yang terdapat dalam pangkalan data. Dalam rajah 5.6 juga terdapat dua jenis arah anak panah, iaitu dua hala dan satu hala. Dua anak panah menunjukkan interaksi yang boleh berlaku pada dua hala dan hal yang sebaliknya berlaku dalam interaksi satu hala. Ini bermakna, sekiranya pengguna mengetahui kekunci GID (kekunci bagi objek), maklumat atribut boleh dikeluarkan
70
melalui kata kunci FID. Proses yang sama juga berlaku pada kata kunci DID (kekunci bagi atribut geografi). Berikut adalah set algoritma untuk mengeluarkan data dan proses integrasi bagi model data yang dibina. Set ini boleh dijadikan panduan secara keseluruhan untuk mengintegrasikan kedua-dua jenis data. Keluarkan set titik-titik yang membentuk objek Input : GID (objek identiti) Select * from Geogmetric where GID= {GID user need} orderby SEQ …………………………. SQL 1. Keluarkan atribut geografi untuk satu objek Input : GID (objek identiti) Select * from Geografi_Att Where DID = { Select DID from Cube_spatial where FID = { Select FID from Cube_Spatial where GID= {GID user need} } } } ……………………………..…………. SQL 2. Keluarkan maklumat umum bagi sesuatu objek (ciri-ciri geografi) Input : GID (objek identiti) Select * from Feature Where FID = { Select FID from Cube_Spatial where GID= {GID user need} }…………………………..……. SQL 3.
71
Dalam algoritma di atas, terdapat 3 jenis penyataan SQL yang menghubungkan data ruang dan data bukan ruang. Penyataan tersebut digabungkan di bawah satu set aturcara untuk melakukan integrasi antara kedua-dua jenis data. SQL 1 menunjukkan data objek yang dikeluarkan berdasarkan satu kekunci (GID). Apabila GID digunakan, atribut geografi bagi objek tersebut boleh dikeluarkan. Ini berlaku pada penyataan SQL 2. Dalam SQL 3, pula ditunjukkan maklumat umum (jenis ciri-ciri geografi) mengenai ciri-ciri geografi yang dipaparkan. Dalam rajah 5.6 menunjukkan satu kekunci TID (kekunci masa). TID mewakili nilai semasa data tersebut direkodkan. Apabila TID digunakan, perubahan data yang berlaku boleh dilihat. Melalui integrasi ini, TID boleh digunakan untuk melihat keadaan semasa bagi setiap data ruang dan data bukan ruang.
5.3.2.3 Data Analisis Masa Capaian data mengikut sela masa digunakan untuk melaksanakan pengujian dan untuk mengetahui kebolehan Model Data Dua Kiub menguruskan setiap perubahan data. Untuk membolehkan data dikeluarkan, penulis menghasilkan satu set algoritma untuk mengeluarkan data tersebut untuk dipaparkan dalam bentuk bergrafik. Rajah 5.7 memaparkan gambarajah aliran algoritma yang digunakan untuk mengeluarkan data mengikut sela masa. Proses capaian data untuk melakukan analisis masa adalah bergantung kepada dua kata kunci utama iaitu FID dan TID. Dua kata kunci itu akan menentukan data yang akan dikeluarkan. Sekiranya diperhatikan pada rajah 5.7, terdapat tiga peringkat proses yang dilakukan. Masing-masing ditandakan dengan garisan putus-putus dan terdapat nombor dalam bulatan 1, 2 dan 3 yang mewakili proses 1, proses 2 dan proses 3. Proses 1 dan proses 2 adalah proses yang dilakukan untuk mengeluarkan data. Manakala proses 3 adalah proses paparan data dalam bentuk grafik atau peta 2 dimensi.
72
FID
TID
Prosedur Penyataan SQL dengan memasukkan nilai FID and TID
Hasil daripada prosedur ialah senarai GID yang disusun mengikut tarikh dan tahun
GIDi
GIDi+1
1
GIDn
Prosedur Penyataan SQL untuk mengeluarkan titik membentuk ruang
Set Titik
Set Titik
Set Titik
Membentuk
Membentuk
Membentuk
Objek
Objek
Objek
i
i+1
n
Paparan
2
3
Rajah 5.7: Proses Capaian Data untuk Pengujian Masa Proses yang pertama bermula dengan input dimasukkan bagi mengeluarkan senarai objek yang terlibat dalam satu sela masa. TID merupakan input sela masa yang
73
diperlukan untuk melihat objek yang terlibat. FID pula adalah kata kunci ciri-ciri geografi yang hendak dilihat perubahannya. Hasil dari penggunaan kedua-dua input tersebut, set senarai objek yang terlibat boleh dikeluarkan. Rajah 4.13 (teori) memaparkan satu nilai pembolehubah n. Pembolehubah tersebut menunjukkan bilangan hasil set objek yang berubah mengikut satu sela masa. Berikut adalah penyataan SQL yang dihasilkan bagi tujuan tersebut. Penyataan SQL Input : TID_Awal, TID_Akhir, FID_pengguna Select GID From Cube_Spatial Where FID = FID_pengguna & TID_Awal < TID < TID_Akhir Orderby TID Output: Senarai GID yang terlibat Seperti yang dinyatakan di atas, hasil daripada proses yang pertama adalah senarai kata kunci bagi objek yang terlibat. Melalui proses kedua dengan menggunakan GID, data-data objek tersebut dikeluarkan. Berikut adalah penyataan SQL yang terlibat dalam proses tersebut. Penyataan SQL Input : GID (objek hasil daripada proses 1) Select seq,x,y,z from Geogmetric where GID= GID (objek hasil daripada proses 1) orderby SEQ
74
5.3.3
Persembahan Data Bergrafik (Peta 2D) Semua data yang dikeluarkan dipersembahkan dalam bentuk peta 2 dimensi.
Oleh itu, data-data yang diperolehi akan dilukis di atas satu lapisan untuk dipersembahkan. Algoritma yang digunakan adalah kaedah lapisan (Layer Based Approach) seperti yang telah dinyatakan dalam Bab 3. Proses ini dilakukan dengan menukar data yang diperolehi kepada koordinat paparan terlebih dahulu sebelum ia dilukis. Rumus yang digunakan adalah seperti berikut: Proses Penskalaan X paparan = ((X / 100000) * 3)……………………………………………...(5.1) Y paparan =((Y / 100000) * 3)………………………………………………(5.2) Selepas proses penskalaan kepada koordinat paparan, nilai Y masih lagi terbalik kerana bagi paparan koordinat (0,0) bermula di bawah, bagi data yang diperolehi koordinat (0,0) bermula di atas. Oleh itu, nilai tersebut perlu diselaraskan untuk mendapatkan paparan yang betul. Rumus yang digunakan adalah nilai Y yang diperolehi daripada (5.2) akan ditolak dengan nilai h (tinggi ruang paparan) dan akan dipantulkan kepada ruang paparan dengan –1. Oleh itu, persamaannya adalah Y ps = (Y paparan – h) – 1…………………………………………………(5.3) Y ps adalah nilai Y untuk paparan sebenar. Hasil daripada operasi tersebut nilai titik yang akan di lukis adalah berdasarkan kepada koordinat seperti berikut: (X paparan, Y ps)…………………………………………………………..(5.4)
75
Nilai yang diperolehi bertanda (5.4) akan dimasukkan dalam aturcara untuk dilukis dalam satu lapisan. Aturcara itu adalah seperti berikut: Baca data dan tukarkan ke koordinat paparan For y := 1 to Query2.RecordCount do Begin string1:=Floattostr(round((Query2.FieldByName('X').AsInteger/100000 0)*3)); Titik[1,y] :=StrtoInt(string1); string2:=Floattostr(round((Query2.FieldByName('Y').AsInteger/100000 0)*3)); temp:= StrtoInt(string2); Titik[2,y]:= (Temp-663)*(-1); Query2.MoveBy(1); end; Lukis objek di atas lapisan For y:=2 to Query2.RecordCount do begin Layerjalan.Canvas.pen.Color:=clRed; Layerjalan.Canvas.LineTo(Titik[1,y],Titik[2,y]); Layerjalan.Canvas.Pixels[Titik[1,y],Titik[2,y]]:=clred; end; end;
76
5.3.4
Analisis Data Ruang Analisis data ruang adalah satu aspek penting dalam GIS. Model data yang
dihasilkan boleh menyediakan data untuk melakukan analisis terhadap data ruang. Dalam kajian ini, analisis data ruang adalah tertumpu kepada beberapa analisis yang asas. Antara analisis itu ialah carian ciri-ciri geografi, mencari titik tengah objek dan juga mengira panjang garis. Atribut persembahan yang lain seperti proses pembesaran dan pengecilan ruang paparan, dan pergerakan lapisan ‘Pan’ turut dibincangkan.
5.3.4.1 Proses Carian Proses carian bagi ciri-ciri geografi boleh dilakukan dengan memberi input nilai kata kunci (GID) atau nama kata kunci. Apabila nama kata kunci digunakan sistem akan mencari objek yang terlibat dan memaparkannya di atas permukaan antara muka lapisan tersebut. Algoritma untuk melakukan carian adalah seperti di bawah: Penyataan SQL: Select { Objek } From Geogmetric {Jadual set titik yang membentuk objek} Where GID:= { GID input dari pengguna } Hasil daripada penyataan SQL tersebut data akan dilukis. Keratan aturcara untuk lukis objek : pen.Color:=color; LineTo(Titik[1,y],Titik[2,y]); Pixels[Titik[1,y],Titik[2,y]]:=color; Rajah 5.8 menunjukkan contoh hasil carian yang dibuat. Dalam contoh tersebut carian dibuat untuk mencari jalan yang terdapat dalam pangkalan data. Garisan berwarna putih ialah hasil daripada proses carian.
77
Rajah 5.8: Hasil Proses Pencarian Ciri-Ciri Geografi Selain itu, carian boleh dilakukan dalam sebuah segiempat yang dipilih. Dengan segiempat itu, hasilnya ialah empat set titik yang membentuk empat segi. Dengan menggunakan empat titik tersebut, data dikeluarkan untuk dilukis. Algoritma bagi proses carian tersebut adalah seperti di muka surat 80:
(X1,Y1)
(X2,Y2)
Proses pengujian titik dalam pangkalan data untuk dikeluarkan := { X1@X3
